Circuitos Práticos - Saber Eletrônica

Adeus aos ASIC
A lógica programável também deverá
ocupar boa parte do mercado de ASICs
(Application Specific Integrated Circuit –
circuitos integrados de aplicação específica,
antigamente chamados de “custom”) devido
à facilidade de adaptar e aperfeiçoar o circuito
sem precisar trocar o componente. Os
ASICs são os componentes preferidos pela
indústria de consumo que, normalmente,
costuma empregar milhões deles em produtos
como videocassetes, receptores de satélite
e de TV a cabo, telefones celulares e sem
fio, computadores e impressoras. Contudo,
as mudanças tecnológicas puxadas pela necessidade
de expansão do mercado trazem
mudanças nos padrões de comunicação de
dados, compactação e criptografia. Como os
consumidores exigem sempre o que há de
mais moderno, aqueles equipamentos com
ASICs antigos tornam-se inúteis e causam
grandes prejuízos aos fabricantes.
Com os chips de lógica programável
é possível fazer um aperfeiçoamento ou
mudança de funcionamento de um produto
a um custo muito baixo. Por exemplo,
muitos equipamentos decodificadores de
TV a cabo tem a habilidade de receber, pelo
próprio cabo, pacotes de dados que formam
arquivos completos para substituição da
programação de FPGAs. Isto pode permitir
que uma operadora que usava compressão
de imagem MPEG-2 mude para MPEG-21,
adicionando mais serviços, sem precisar
trocar o decodificador na casa dos clientes.
Já existem aplicações (em fase experimental)
de FPGAs que são montados em cartões
PCMCIA ou conectados via USB e usados para
acelerar o processamento de imagens em programas
multimídia. O usuário pode comprar
diferentes filtros e efeitos especiais através de
um site da Internet e recebe um arquivo de
configuração. Quando a operação desejada é
selecionada o arquivo correspondente é transferido
para o FPGA e este começa a funcionar
de forma a fazer em hardware as operações
que antes eram feitas por software, acelerando
o processamento dezenas de vezes.
Conclusão
Qualquer pessoa com algum conhecimento
de lógica digital e de eletrônica pode
ter acesso a esta tecnologia. Usando Lógica
Programável é fácil fazer instrumentos de
bancada, controladores de LEDs e teclados
em painéis, substituir um decodificador de
display difícil de achar, usar um só chip ligado
a um microprocessador quando antes você
precisava de vários registradores e decodificadores
de endereços.
Os componentes são baratos e as ferramentas
de software são gratuitas para quem
quiser trabalhar com menos de 200.000
gates. O maior conhecimento exigido é
da linguagem de programação, que pode
ser VHDL ou Verilog. Embora ambas sejam
muito eficazes, o VHDL está se tornando
um padrão nas empresas e por isso foi
escolhido como o tema de um curso que
será publicado na Saber Eletrônica. Além
deste curso está, programada uma série
F2. Placas antigas podem ser substituidas
por um único chip.
tecnologias
de artigos empregando lógica programável
que apresentam circuitos práticos e úteis
ao leitor, tais como um analisador lógico de
baixo custo, uma lombada eletrônica, um
frequencímetro digital e um controlador de
motores de passo.
A ferramenta de software necessária,
chamada WebPACK, foi distribuída no CD-
-ROM da revista Saber Eletrônica Especial 5
e também pode ser obtida via Internet – com
tamanho de aproximadamente 150 MB – no
web site da Xilinx (www.xilinx.com - products
- design tools). Esta ferramenta serve
para toda a linha de CPLDs e para a maior
parte da linha de FPGAs Xilinx.
Aplicação / Operação Microcontrolador Lógica Programável
Interface analógica SIM Precisa circuito externo
Execução de uma tarefa em
menos de 1s
Execução de uma tarefa em
mais de 1s
Execução de tarefas complexas
Número de pinos de E/S Até 45
Alto custo ou usando múltiplos
microcontroladores em paralelo
SIM
SIM SIM
SIM, lentamente e sequencialmente
SIM, alta velocidade e em
paralelo
Preço (USD, FOB) 1 a 10 1 à 20 (típico)
Programação in-circuit (após
ser soldado na placa)
Desenvolvimento do projeto
quando exige execução de
tarefas simultâneas
Depende do modelo SIM
Lento Rápido
Até 1.100 (mais comum de 34
a190)
Oscilador (clock) SIM, interno ou ext. Precisa circuito externo
Frequência de operação (típico) kHz à 20MHz 0 a 200MHz
E
F3. 900 mil gates em 3 FPGAs permitem
gerar duas saídas de vídeo.
T2. Elementos
de decisão.
2012 I SABER ELETRÔNICA 459 I 13