جهاز منطقي قابل للبرمجة معقد

جهاز المنطق القابل للبرمجة المعقد ( CPLD ) هو جهاز منطقي قابل للبرمجة يقع تعقيده بين تعقيد منطق المصفوفات القابلة للبرمجة (PAL) ومصفوفات البوابات القابلة للبرمجة الميدانية (FPGA)، ويجمع بين خصائص كليهما. الوحدة الأساسية في جهاز CPLD هي الخلية الكبيرة (macrocell )، التي تحتوي على منطق يُنفذ تعابير الصيغة العادية المنفصلة وعمليات منطقية أكثر تخصصًا.

تتشابه بعض ميزات CPLD مع ميزات PALs:

• ذاكرة تكوين غير متطايرة. على عكس العديد من FPGAs، لا يلزم وجود ذاكرة ROM خارجية للتكوين ، ويمكن لـ CPLD أن يعمل فور بدء تشغيل النظام.
• في العديد من أجهزة CPLD القديمة، تُقيّد مسارات التوصيل معظم وحدات المنطق بحيث تتصل إشارات الإدخال والإخراج بدبابيس خارجية، مما يقلل من فرص تخزين الحالة الداخلية والمنطق متعدد الطبقات. لا يُعدّ هذا عادةً عاملاً مؤثراً في أجهزة CPLD الأكبر حجماً وعائلات منتجات CPLD الأحدث.

تتشابه بعض الميزات الأخرى مع مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGAs):

• يتوفر عدد كبير من البوابات المنطقية. تحتوي الدوائر المنطقية القابلة للبرمجة (CPLDs) عادةً على ما يعادل آلافًا إلى عشرات الآلاف من البوابات المنطقية ، مما يسمح بتنفيذ أجهزة معالجة بيانات متوسطة التعقيد. أما الدوائر المنطقية القابلة للبرمجة (PALs) فتحتوي عادةً على بضع مئات من البوابات المنطقية كحد أقصى، بينما يتراوح عدد البوابات المنطقية في الدوائر المنطقية القابلة للبرمجة (FPGAs) عادةً من عشرات الآلاف إلى عدة ملايين.
• بعض الأحكام لمنطق أكثر مرونة من تعبيرات مجموع المنتجات ، بما في ذلك مسارات التغذية الراجعة المعقدة بين الخلايا الكبيرة، ومنطق متخصص لتنفيذ وظائف مختلفة شائعة الاستخدام، مثل الحساب الصحيح .

يُعدّ وجود ذاكرة غير متطايرة مدمجة في شريحة CPLD أبرز الفروقات بين شريحة CPLD الكبيرة وشريحة FPGA الصغيرة، مما يسمح باستخدامها في وظائف " محمل الإقلاع " قبل تسليم التحكم إلى أجهزة أخرى لا تمتلك ذاكرة تخزين دائمة خاصة بها. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك استخدام شريحة CPLD لتحميل بيانات التكوين لشريحة FPGA من الذاكرة غير المتطايرة. ^{[ 1 ]}

كانت الدوائر المنطقية القابلة للبرمجة (CPLDs) خطوة تطورية من أجهزة أصغر سبقتها: مصفوفات المنطق القابلة للبرمجة (PLA) (التي طرحتها شركة Signetics لأول مرة ) وPALs. وقد سبقتها بدورها منتجات منطقية قياسية ، لم تكن قابلة للبرمجة، وكانت تُستخدم لبناء وظائف منطقية عن طريق توصيل عدة رقائق منطقية قياسية (أو مئات منها) معًا (عادةً باستخدام أسلاك على لوحة دوائر مطبوعة أو لوحات، ولكن في بعض الأحيان، وخاصة لأغراض النماذج الأولية، باستخدام أسلاك ملفوفة ).

يتمثل الفرق الرئيسي بين بنية أجهزة FPGA و CPLD في أن CPLDs تعتمد داخليًا على مجموعة من PLDs مصحوبة ببنية ربط قابلة للبرمجة، بينما تستخدم FPGAs كتلًا منطقية .

• لغة:
  • لغة وصف الأجهزة VHSIC (VHDL)
  • لغة وصف الأجهزة Verilog
  • لغة الاختبار والبرمجة القياسية (JAM/STAPL)
• الشركات المصنعة:
  • ألترا
  • شركة سايبرس لأشباه الموصلات
  • أشباه الموصلات الشبكية
  • شركة مايكروشيب تكنولوجي (التي اندمجت لاحقًا مع شركة أتميل )
  • شركة Xilinx (الآن AMD)
• تكنولوجيا:
  • الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC)
  • جهاز منطقي قابل للمسح والبرمجة (EPLD)
  • جهاز منطقي بسيط قابل للبرمجة (SPLD)
  • مصفوفة الخلايا الكبيرة
  • منطق المصفوفة القابلة للبرمجة (PAL)
  • مصفوفة منطقية قابلة للبرمجة (PLA)
  • جهاز منطقي قابل للبرمجة (PLD)
  • منطق المصفوفات العامة (GAL)
  • منطق قابل للبرمجة وقابل للمسح كهربائياً (PEEL)
  • مصفوفة البوابات القابلة للبرمجة الميدانية (FPGA)