INGENIERIA ELECTRÓNICA

CIRCUITOS DIGITALES AVANZADOS 

Profesor: Ing. Freddy BuenoAlumnos: Cristian Urigüen.Ciclo: Séptimo – Grupo 1

Tema: Tecnología usada en FPGA.

TECNOLOGÍAS DE PROGRAMACIÓN PARA FPGA

El proceso de programación para FPGA en este caso de Xilinx se lo realiza mediante el uso de memorias RAM estáticas, transistores, memorias Eprom, Eeprom, en el caso de los FPGA Xilinx se basan en memorias RAM las cuales controlan transistores de paso, sistemas de multiplexación, donde es necesario destacar que si se utiliza memorias SRAM la configuración del FPGA seria valida siempre y cuando tenga la debida alimentación de voltaje para funcionar de no ser así el programa que se encuentre en el FPGA se borrara automáticamente.

TIPOS DE TECNOLOGÍA:

SRAM: La configuración que se va a implementar en el FPGA es almacenada en la memoria RAM, donde una de las desventajas del manejo de este tipo de memorias es que son volátiles es decir al momento de tener falta de energía nuevamente se debe de configurar el FPGA. [2]

ANTIFUSIBLES: La desventaja de esta tecnología es que al cargar el programa en el FPGA no va poder volver a ser configurado es decir aplicando esta tecnología el FPGA no es reprogramable. [2]

EPROM, EEPROM: En base a este tipo de memorias, las conexiones programables o lógica cableada se las realiza mediante transistores de punto flotante donde la principal ventaja es que al utilizar esta tecnología es sistema es no volátil además d no necesitar memorias externas como es el caso de las SRAM. [2]

LUT: Look Up Tablas (LUT): Son memorias ROM que almacenan 1x16 bits, pudiendo de esta manera implementar cualquier función lógica de K variables. [2]

JTAG: Este tipo de tecnología permite analizar circuitos digitales leyendo y escribiendo sus registros internos, permitiendo de esta manera la depuración de errores más fácilmente.

CAPACIDAD ACTUAL DE INTEGRACIÓN DE UN CIRCUITO INTEGRADO

Dado a la innovación tecnológica que se tiene día a día se a tenido que recurrir a un mayor nivel de integración en lo que respecta a los circuitos integrados, ya que en la actualidad se necesita un mayor nivel de velocidad de procesamiento pero sin afectar el consumo de potencia, además de simplificar el diseño de hardware reduciendo el tamaño de los sistemas considerablemente, Véase en la Tabla 1 los diferentes niveles de integración de los circuitos integrados.

Escala de integración Significado Capacidad de integración

Aplicación.

SSI Pequeña escala de integración

10 puertas Compuertas Lógicas

MSI Mediana escala de integración

10-100 puertas Codificadores, Multiplexores

LSI Integración a gran escala

100 – 1000 puertas

Calculadoras elementales o primeras generaciones de micro controladores

VLSI Integración a muy alta escala

1000 – 10000 puertas

Miniaturización de Equipos

ULSI Integración a ultra escala

10000 – 100000puertas

Microprocesadores y Micro controladores

GLSI Integración a giga escala

Llega hasta 1000000 de

puertas

Microprocesadores y Micro controladores de

última generación

Tabla 1. Niveles de integración de los circuitos integrados [1].

NUEVOS MATERIALES SEMICONDUCTORES EN INVESTIGACIÓN.

Los avances de la física y la aparición de la electrónica combinada con los progresos de la ciencia de los materiales han dado lugar a circuitos eléctricos y electrónicos muy reducidos capaces de controlar señales eléctricas de muy baja intensidad, gracias a nuevos materiales eléctricos como:

Semiconductores: Materiales como el silicio, galio o selenio, arseniuro de galio, etc., cuya resistencia al paso de la corriente depende de factores como la temperatura, la tensión mecánica o el grado de iluminación que se aplica. Con ellos se fabrican microchips para ordenadores y circuitos de puertas lógicas.

Superconductores: Materiales como el mercurio por debajo de 4 K de temperatura, nanotubos de carbono, aleaciones de niobio y titanio, cerámicas de óxidos de itrio, bario y cobre, etc., que al no oponer resistencia al paso de la corriente eléctrica, permiten el transporte de energía sin pérdidas.

Piezoeléctricos: Materiales como el cuarzo, la turmalina, cerámicas y materiales plásticos especiales, dotados de estructuras micro cristalinas, que poseen la capacidad de transformar la energía mecánica en eléctrica y viceversa. Se utilizan como sensores y actuadores en dispositivos electrónicos como relojes, encendedores, micrófonos, radares, etc.

Una nueva familia de semiconductores que aumente la velocidad de conmutación y reduzca el tamaño de los diferentes componentes electrónicos se puede realizar mediante la fusión de materiales semiconductores compuestos III-V, los cuales a diferencia del silicio están constituidos por materiales compuestos. Específicamente, el InGaAs (indio-galio-arseniuro) es un material en el que los electrones viajan muchas veces más rápido que en el silicio, pretendiendo que los transistores sean muy pequeños y sean capaces de una conmutación y un procesamiento de información a muy altas velocidades sin mayor incremento del consumo de potencia. [3]

BIBLIOGRAFÍA:

[1] Electrónica Autor: A. Carretero, F.J Ferrero, J.A Sánchez-Infante. Libro de Electrónica[2] Sistemas Digitales de Instrumentación y Control Autor: Rafael Ramos Lara Introducción a los Sistemas Programables Avanzados[3] Nuevos Materiales Semiconductores