Definición de PLD (Dispositivo Lógico Programable)
(Programmable Logic Device - Dispositivo Lógico Programable). Un PLD es un componente electrónico utilizado para la creación de circuitos digitales reconfigurables. A diferencia de las puertas lógicas tradicionales, que tienen una función fija definida durante su fabricación, un PLD posee una función indefinida al salir de fábrica y puede ser programado por el usuario para realizar diferentes operaciones lógicas según las necesidades del diseño.
Los PLD modernos emplean diversas tecnologías de almacenamiento para mantener su configuración: antifusibles de silicio, SRAM, celdas EPROM o EEPROM, y memorias Flash. Por ejemplo, las FPGAs suelen usar SRAM, lo que permite reprogramarlas múltiples veces, mientras que los dispositivos basados en antifusibles solo pueden ser programados una vez.
Antes de los PLD
Antes de la aparición de los PLD, los diseñadores de circuitos digitales utilizaban chips de ROM (como PROM, EPROM, EEPROM) para implementar funciones lógicas combinacionales de múltiples entradas y salidas. Sin embargo, estos métodos presentaban importantes desventajas: menor velocidad, mayor consumo de energía, mayor costo y ausencia de registros de entrada o salida, lo que limitaba su uso en lógica secuencial y requería componentes adicionales como registros TTL externos.
En cuanto a los lenguajes de programación, PALASM y ABEL se usaban en dispositivos de baja complejidad, mientras que Verilog y VHDL son los estándares actuales para dispositivos más complejos, permitiendo describir circuitos de manera estructurada y eficiente.
Para transferir la configuración lógica a un PLD se utilizan programadores (ver programador (hardware)), que cargan los patrones de lógica booleana en el dispositivo. Los formatos de archivo más comunes para almacenar estas configuraciones son JEDEC, Altera POF y Xilinx BITstream, dependiendo del fabricante y modelo del PLD.
Los primeros PLD
Los primeros dispositivos lógicos programables fueron desarrollados por empresas como Motorola (XC157, 1969) y Texas Instruments (TMS2000, 1970), este último basado en memorias ROAM de IBM. Texas Instruments fue pionera en utilizar el término "Programmable Logic Array". En 1973, National Semiconductor presentó el DM7575, que sirvió de base para el 82S100 de Signetics (1975). General Electric, junto con Monolithic Memories, introdujo en 1974 el PALA, el primer PLD borrable.
Dispositivos PLD destacados
Cada uno de estos dispositivos tiene características y aplicaciones particulares. Por ejemplo, los PAL y GAL son adecuados para funciones lógicas simples, CPLD para lógica de complejidad media, y FPGA para sistemas digitales de alta complejidad y gran cantidad de entradas y salidas.
Los PLD son herramientas clave en el diseño digital, ya que ofrecen flexibilidad y reconfigurabilidad. Esto permite adaptar el mismo hardware a diferentes funciones mediante la reprogramación, facilitando la evolución y actualización de productos electrónicos sin necesidad de rediseñar circuitos físicamente.
Ventajas y desventajas de los PLD
Ventajas:
Desventajas:
Comparación con tecnologías similares
Comparados con ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), los PLD ofrecen mayor flexibilidad y menor costo de desarrollo inicial, pero los ASIC son superiores en velocidad, consumo energético y costo unitario en grandes volúmenes de producción.
Resumen: PLD
Un Dispositivo Lógico Programable (PLD) es un componente electrónico que permite crear circuitos digitales reconfigurables. Su función se define tras la fabricación mediante programación. Utilizan tecnologías como antifusibles, SRAM, EPROM, EEPROM y Flash. Los PLD han reemplazado a las ROM en la creación de lógica combinacional y han evolucionado en distintos tipos: PAL, GAL, CPLD y FPGA.
¿Cuál es la diferencia entre un PLD y un microcontrolador?
Un PLD es un dispositivo lógico programable orientado a la implementación de circuitos digitales personalizados, mientras que un microcontrolador integra un microprocesador, memoria y periféricos en un solo chip, orientado a sistemas de control embebido. Los microcontroladores ejecutan programas secuenciales, mientras que los PLD implementan lógica digital paralela y personalizada.
¿En qué aplicaciones se utilizan los PLD?
Los PLD se emplean en una amplia gama de aplicaciones: sistemas de comunicación, control industrial, equipos médicos, automóviles, aeronáutica, robótica y electrónica de consumo (televisores, teléfonos móviles, electrodomésticos). También son esenciales en prototipado rápido y en sistemas que requieren actualizaciones frecuentes de hardware.
¿Cómo se programa un PLD?
Para programar un PLD, se utiliza un software de diseño electrónico, como Xilinx ISE, Vivado o Altera Quartus. Se describe el circuito deseado mediante lenguajes como Verilog o VHDL. El software genera un archivo de configuración que se transfiere al PLD usando un programador compatible.
¿Cuál es la ventaja de utilizar un PLD en lugar de circuitos digitales tradicionales?
La principal ventaja es la flexibilidad: permite modificar o actualizar el funcionamiento del circuito digital sin cambiar el hardware físico. Esto acelera el desarrollo, reduce costos y facilita la corrección de errores o la incorporación de mejoras.
¿Cuáles son los tipos de PLD más comunes?
Ambos tipos ofrecen alta programabilidad, pero las FPGAs destacan por su mayor capacidad y velocidad, mientras que los CPLD son más adecuados para tareas de control y lógica de menor escala.
¿Cuál es la vida útil de un PLD?
La vida útil de un PLD depende de factores como la tecnología de fabricación, condiciones de operación y el ciclo de vida del producto final. Generalmente, pueden funcionar durante muchos años en condiciones normales. Sin embargo, la obsolescencia tecnológica puede hacer que un PLD quede desactualizado antes de alcanzar su límite físico de funcionamiento. Es recomendable considerar la disponibilidad y soporte a largo plazo al seleccionar un PLD para proyectos de larga duración.
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 06-07-2025
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2025). Definición de PLD. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/pld.php
