2012. Eko Didik Widianto

Teknologi Implementasi Sistem Digital @2012,Eko Didik Widianto ([email protected])

Teknologi Implementasi Sistem Digital Kuliah#7 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012

Eko Didik Widianto Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Chip Standar Seri 7400 Programmable Logic Device Lisensi

Tentang Kuliah

Teknologi Implementasi Sistem Digital @2012,Eko Didik Widianto ([email protected]) Chip Standar Seri 7400 Programmable Logic Device

I

Pembahasan tentang teknologi implementasi sistem digital I I

Chip logika standar keluarga 7400 Chip PLD: PLA, PAL, CPLD dan FPGA

Lisensi

Bahasan


Chip Standar Seri 7400 Keluarga Seri 7400 Implementasi IC 7400

Chip Standar Seri 7400 Programmable Logic Device Lisensi

Programmable Logic Device Programmable Logic Array (PLA) Programmable Array Logic (PAL) Memprogram PLA dan PAL Complex Programmable Logic Device (CPLD) Field-Programmable Gate Array (FPGA) Aplikasi CPLD dan FPGA

Lisensi

Implementasi Sistem Digital

Teknologi Implementasi Sistem Digital @2012,Eko Didik Widianto ([email protected]) Chip Standar Seri 7400

Implementasi sistem digital, menggunakan: 1. Chip standar TTL seri 7400 2. Programmable Logic Device (PLA, PAL, CPLD, FPGA) 3. ASIC, Standar Cell, Standar Gate

Programmable Logic Device Lisensi

Chip Standar


I

Rangkaian logika sederhana umumnya menggunakan chip logika standar I

I

Terdiri dari beberapa gerbang logika

Dikenal sebagai device seri 7400 karena nomor komponen diawali dengan 74 I I I

Umumnya dipaket dalam dual-inline package/DIP Koneksi eksternal dari chip disebut pin atau lead Dua pin menghubungkan VDD dan GND ke sumber daya untuk chip



Keluarga Seri 7400


I

Fungsi: gerbang logika dasar, flip-flop dan counter, bus transceiver, ALU, dll I

Lihat:


http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_7400_series_integrated_circuits Programmable Logic Device

I

Konstruksi transistor: bipolar, CMOS, BiCMOS I

I

I

transistor bipolar mempunyai kecepatan lebih tinggi, tapi butuh daya lebih besar daripada CMOS BiCMOS: trade-off antara kecepatan dengan kebutuhan daya

Level tegangan logika I I

Bipolar/TTL: 5V CMOS: 3.3V, 5V

Lisensi

Skema Penomoran IC Pemberian Suffix I

Teknologi: I I I

I

Kecepatan: (CMOS) I I

I

Suffix ’H’ untuk high-speed Suffix ’F’ untuk fast, lebih cepat dari ’H’

Level tegangan ’TTL’ dan power: (Bipolar) I I

I

Bipolar: standar CMOS: identitas ’C’, misalnya AC, HC, FC, LVC BiCMOS: identitas ’B’, misalnya BCT, ABT

Suffix ’L’ untuk low power di bipolar Suffix ’L’ untuk level tegangan 3.3V di CMOS

Fitur lainnya: I I I

Suffix ’X’ untuk level tolerant baik 3.3V maupun 5V Kemasan: DIP, TSSOP, TSOP, SOIC Suhu operasi dan absolet

Teknologi Implementasi Sistem Digital @2012,Eko Didik Widianto ([email protected]) Chip Standar Seri 7400 Keluarga Seri 7400 Implementasi IC 7400


IC 7404 Hex Inverter I

6 buah gerbang logika NOT



I

Contoh: I

I I

74AHCT04PW: NXP Semiconductor, 14-TSSOP, 5V, CMOS SN74ALVC04: Texas Instruments, 3.3V, CMOS SN74ALS04: Texas Instruments, Low Power Schottky, 5V

Contoh Implementasi Rangkaian Fungsi Logika f = ab + bc



Latihan I

Desain rangkaian P logika untuk fungsi f1 (x1 , x2 , x3 , x4 ) = m(2, 3, 5, 6, 13) + d(7, 15) I Gambar rangkaiannya menggunakan quad NAND 2-masukan (74LS00), triple NAND 3-masukan (74LS10), dual NAND 4-masukan (74LS20), NAND 8-masukan (74LS30) atau hex inverter/NOT (74LS04)



Programmable Logic Device


I

Jika fungsi rangkaian logika diimplementasikan dengan dengan komponen seri 7400 I I

I

I

Fixed dan hardware-based Tiap chip hanya menyediakan gerbang logika sederhana Tidak efisien untuk membuat rangkaian yang lebih kompleks

Diperlukan untuk membuat rangkaian yang tersusun atas gerbang logika dengan struktur yang tidak fixed (fungsi dapat diprogram) I

Menggunakan programmable logic devices (PLD)

Chip Standar Seri 7400 Programmable Logic Device Programmable Logic Array (PLA) Programmable Array Logic (PAL) Memprogram PLA dan PAL Complex Programmable Logic Device (CPLD) Field-Programmable Gate Array (FPGA) Aplikasi CPLD dan FPGA

Lisensi

Programmable Logic Device (PLD)


I

I

I

I

PLD adalah chip general-purpose yang digunakan untuk mengimplementasikan rangkaian logika (kombinasional) Berisi koleksi elemen rangkaian logika yang dapat dikonfigurasi (diprogram) Dapat dilihat sebagai black-box yang berisi gerbang logika dan saklar terprogram yang memungkinkan koneksi antar elemen logika Dapat mengimplementasikan sebarang rangkaian logika yang diinginkan


Lisensi

Programmable Logic Array (PLA)


I

I

I

PLD yang pertama dikembangkan adalah programmable logic array (PLA) Menggunakan premise bahwa sebarang fungsi dapat dituliskan dalam bentuk SOP Struktur PLA: I

I

I

Masukan buffer dan inverter yang menyediakan nilai true dan komplemen untuk tiap variabel masukan Kumpulan gerbang AND yang inputnya dapat diprogram Kumpulan gerbang OR yang inputnya dapat diprogram


Lisensi

Diagram Gate-Level PLA Koneksi terprogram

Teknologi Implementasi Sistem Digital @2012,Eko Didik Widianto ([email protected]) Chip Standar Seri 7400 Programmable Logic Device Programmable Logic Array (PLA) Programmable Array Logic (PAL) Memprogram PLA dan PAL Complex Programmable Logic Device (CPLD) Field-Programmable Gate Array (FPGA) Aplikasi CPLD dan FPGA

Lisensi

Skematik PLA Fungsi tertentu f1 dan f2


Lisensi

Programmable Array Logic (PAL)


I

Di PLA, plane AND dan OR keduanya programmable

I

Programmable Array Logic (PAL), lebih sederhana I I

I

plane OR tetap PAL lebih mudah untuk dimanufaktur dan dapat beroperasi lebih cepat daripada PLA struktur ini paling banyak digunakan di aplikasi yang menggunakan programmable device sederhana

Programmable Logic Device Programmable Logic Array (PLA) Programmable Array Logic (PAL) Memprogram PLA dan PAL Complex Programmable Logic Device (CPLD) Field-Programmable Gate Array (FPGA) Aplikasi CPLD dan FPGA

Lisensi

Programmable Array Logic Contoh PAL


Lisensi

I

Persamaan fungsi f1? f2?

Programmable Array Logic Rangkaian Tambahan di PAL (macrocell) I

Device PAL mempunyai rangkaian tambahan di keluaran tiap gerbang OR untuk menyediakan fungsional tambahan I

I

Macrocell: gerbang OR dikombinasikan dengan rangkaian tambahan PAL = plane AND + macrocell


Lisensi

Memprogram PLA dan PAL I

Fungsi multikeluaran dari A, B, C


Lisensi

Memprogram PLA dan PAL Contoh Desain: Konverter BCD ke Kode Gray


Lisensi

Memprogram PLA dan PAL Contoh Desain: Konverter BCD ke Kode Gray


Lisensi

Complex Programmable Logic Device (CPLD) I

Untuk desain rangkaian yang lebih besar yang tidak dapat diimplementasikan dengan PLA atau PAL I

I

CPLD berisi blok-blok rangkaian yang dapat saling dihubungkan dan disambungkan ke pin chip dengan penyambungan internal I

I

Digunakan complex programmable logic device / CPLD

Tiap blok menyerupai sebuah PAL (disebut PAL-like block)

CPLD komersial dapat mempunyai 2 - 100 block PAL-like I I

Tiap blok mempunyai 16 macrocell Tiap macrocell setara dengan 20 gerbang atau hampir 20K gerbang ekivalen untuk CPLD dengan 1000 macrocell


Lisensi

Complex Programmable Logic Device Struktur CPLD


Lisensi

Field-Programmable Gate Array (FPGA)


I

Untuk mengimplementasikan rangkaian yang lebih besar lagi, digunakan tipe IC yang dapat mempunyai kapasitas logika yang lebih besar I

I

Tidak berisi blok AND dan OR I

I

I

Field Programmable Gate Array (FPGA)

Berisi array blok logika dan jalur interkoneksi antar blok Jalur interkoneksi disusun sebagai kanal routing secara horisontal dan vertikal yang berisi programmable switch

Dapat mengimplementasikan fungsi logika dengan jumlah gerbang ekivalen jutaan


Lisensi

Field-Programmable Gate Array Struktur FPGA


Lisensi

CPLD Board I

Menggantikan rangkaian digital yang kompleks secara programmable I

I

Menyediakan rangkaian glue-logic

Contoh: high-speed photography of insects in-flight


Lisensi

Sumber: http://www.flickr.com/photos/fotoopa_hs/5139289203/

NetFPGA I

4 x 10GigE SFP+ interfaces

a PCI Express interface to the host (Gen2 x8 channels) I Xilinx Virtex-5 TX240T FPGA. I

I

27 MBytes QDRII SRAM, 288 MBytes RLDRAM-II

Teknologi Implementasi Sistem Digital @2012,Eko Didik Widianto ([email protected]) Chip Standar Seri 7400 Programmable Logic Device

I

http://netfpga.org/foswiki/NetFPGA/TenGig/Netfpga10gInitInfoSite

Programmable Logic Array (PLA) Programmable Array Logic (PAL) Memprogram PLA dan PAL Complex Programmable Logic Device (CPLD) Field-Programmable Gate Array (FPGA) Aplikasi CPLD dan FPGA

Lisensi

Software-Defined Radio


I

Blok radio terprogram secara software

Programmable Logic Device Programmable Logic Array (PLA) Programmable Array Logic (PAL) Memprogram PLA dan PAL Complex Programmable Logic Device (CPLD)

I

Diimplementasikan di FPGA

I GNURadio: http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki I Ettus USRP: http://www.ettus.com/

Field-Programmable Gate Array (FPGA) Aplikasi CPLD dan FPGA

Lisensi

Lisensi Creative Common Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0) I Anda bebas: I

I

untuk Membagikan — untuk menyalin, mendistribusikan, dan menyebarkan karya, dan untuk Remix — untuk mengadaptasikan karya

I Di bawah persyaratan berikut: I

Atribusi — Anda harus memberikan atribusi karya sesuai dengan cara-cara yang diminta oleh pembuat karya tersebut atau pihak yang mengeluarkan lisensi I

I

Cantumkan sumber asal file ini, yaitu http://didik.blog.undip.ac.id/2012/02/24/ kuliah-sistem-digital-tsk-205-2011/

Pembagian Serupa — Jika Anda mengubah, menambah, atau membuat karya lain menggunakan karya ini, Anda hanya boleh menyebarkan karya tersebut hanya dengan lisensi yang sama, serupa, atau kompatibel.

I Lihat: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported

License

Teknologi Implementasi Sistem Digital @2012,Eko Didik Widianto ([email protected]) Chip Standar Seri 7400 Programmable Logic Device Lisensi

2012. Eko Didik Widianto

Recommend Documents