Qual é Nome Correto?

[dropcap cap=A]ntes de navegar pela internet procurando algum instrumento para gravar seu componente EPLD Eletronic Programmer Logic Devices (Dispositivo Eletrônico Lógico Programável), invista tempo no Blog da Controller. Com certeza, além de obter subsídios técnicos para avaliar melhor estes produtos, aumentará também suas chances e convicção de fazer uma escolha certa e perfeita às suas necessidades, economizando tempo e dinheiro.
Afinal, algumas dúvidas já devem ter aparecido logo de inicio, principalmente se você procura este tipo de produto em buscadores do tipo Google. Afinal... Qual seria o termo correto para definir este tipo de produto. Longe do que seria procurar, por exemplo, Multímetros, Osciloscópios, ou algo parecido, procurar produtos para EPLD não é assim tão trivial, ou fácil.
Veja o artigo “Termo Correto” e saiba porque definimos “Gravador de Dispositivo Eletrônico Programável” de simplemente “Programador Universal” como o melhor nome genérico para este tipo de produto.[/dropcap]<

Poucos são os instrumentos eletrônicos que não possuem uma definição própria e clara de produto como é o caso dos Gravadores de Dispositivos Eletrônicos Programáveis Lógicos, definição esta que só de ler já cansa... Para alcançar esta definição muitas outras já foram ou são expressas, como por exemplo; Programador, Gravador, Copiador, Queimador, etc... Além disto, como só o termo inicial não especifica a sua funcionalidade existe a necessidade de fazê-lo, incluindo: Programador Dispositivos, Programador de Eprom, Programador para PIC, Programador de Memórias, Gravador de Chip, Gravador de Eprom, passando por Copiador de Circuitos Integrados (CI) e até vulgarmente falando ‘Queimador de Circuitos Eletrônicos’ entre muitos outros.

Enfim existem diversos termos para especificar o mesmo produto! Na verdade para se definir este tipo de produto, é necessário entender um pouco da história da evolução deste produto.
Por convenção os fabricantes deste produto estabelecem em grande maioria o termo “Programador” com a especificação que poderia ser “Programador de Eprom”, “Programador de Pic”, “Programador Atmel”, “Programador de Flash”, etc... Para equipamentos mais abrangentes e poderosos deu-se o termo “Universal”. Se projetarmos uma definição mais completa o ideal seria “Gravador Universal de Dispositivos Eletrônicos Programáveis”, já que componentes eletrônicos, ou circuitos integrados, não é suficiente para determinar a escala de abrangência que envolve muitas vezes vários tipos, dezenas de Encapsulamentos, centenas de fabricantes e milhares de PartNumbers.

Finalizando, para emplacarmos o nome correto uma vez que existem também programadores de dispositivos analógicos, o melhor seria nomear este tipo de produto como “Programadores de Dispositivos Eletrônicos Lógicos“, ou simplesmente “Programador Universal” como a melhor sugestão de definição. Pois com a dinâmica histórica da tecnologia empregada nestes produtos, torna-se relevante potencializarmos a abrangência do termo para estandardizar este produto e ponto final.

Controller e sua equipe de profissionais, em uma tentativa de alimentar respostas, frente a uma demanda de perguntas sobre a linha de produtos programadores de dispositivos eletrônicos que diversos clientes e visitantes nos solicitam diariamente. Além do objetivo de esclarecer as dúvidas, este site deverá reunir grande número de informações relevantes sobre todo o universo que este tema evoca. Evidentemente somente com a colaboração dos usuários, internautas, clientes, além de toda nossa equipe, com perguntas, dúvidas, sugestões, palpites, experiências, conhecimento amplo e específico, poderão fazer deste site uma verdadeira fonte de informação presente e futura! Além dos artigos, teremos Forum, notícias, novidades, e FAQ. Se você quiser ser um colaborador, por favor, clique aqui, para se cadastrar e possa expor seu conhecimento em um artigo ou até um Blog!

Antes de navegar pela internet procurando algum instrumento para gravar seu componente EPLD Eletronic Programmer Logic Devices (Dispositivo Eletrônico Lógico Programável), invista tempo na leitura destes artigos. Com certeza, além de obter subsídios técnicos para avaliar melhor estes produtos, aumentará também suas chances e convicção de fazer uma escolha certa e perfeita às suas necessidades, economizando tempo e dinheiro. Afinal, algumas duvidas já devem ter aparecido logo de inicio, principalmente se você procura este tipo de produto em buscadores do tipo Google. Afinal qual é termo correto para definir este tipo de produto. Longe do que seria procurar, por exemplo, Multímetros, Osciloscópios, ou algo parecido, procurar produtos para EPLD não é assim tão trivial, ou fácil. Veja o artigo “Termo Correto” porque definimos “Programador Universal de Dispositivo Eletrônico” ou simplesmente “Programador Universal” como o melhor nome genérico para este tipo de produto. Para os que ainda não são conhecedores deste produto, recomendo a leitura dos artigos “O que são” e “Quais Aplicações”. Estes artigos darão a informação básica necessária possibilitando que Cliente e Fornecedor se comuniquem sem grandes atropelos, já que existem muitos termos que são próprios e específicos para este utilíssimo produto! Ok! Você já sabe o que quer... Mas será mesmo? Seria melhor você seguir um roteiro que irá ajudá-lo a determinar o melhor produto às suas necessidades.

Roteiro:

1. Identifique a finalidade do Produto
2. Identifique quais são os componentes a serem gravados
3. Identifique os encapsulamentos
4. Determine marcas
5. Determine modelos
6. Determine conversores
7. Decida o melhor custo/benefício 

O roteiro é montado ao responder estas perguntas abaixo:

• Qual é a finalidade do produto?
  • Desenvolvimento
  • Manutenção
  • Local
  • Campo
  • Produção
  • Qual a Quantidade?
• Quais são os dispositivos (PartNumber)?
  • Enumere uma lista dos atuais
  • Enumere uma lista dos futuros prováveis
• Quais são os Encapsulamentos (Package)?
  • Enumere uma lista dos atuais
  • Enumere uma lista dos futuros

Segundo esta perguntas, determine o melhor produto que atende às necessidades, seguindo o roteiro:

1. Escolha da marca do “Programador Universal”.
2. Escolha o modelo.
3. Escolha adaptador, conversores e etc...

Decida pelo a melhor opção. ;

É um equipamento que permitem reproduzir o conteúdo de um programa (Assembler) / dados (binários) para dispositivos eletrônicos como Memórias (Eprom/Flash/SProm), Micro-Controladores(MCU), Micro-Processadores (MPU), Dispositivos Lógicos(PLD/GAL), enfim EPLDs não voláteis.

Existem vários meios para programar um dispositivo eletrônico:

• O mais usado é a gravação no próprio programador, neste caso o mesmo possuí um Soquete tipo ‘Zero Insertion Force’ (ZIF).
• Cresce a chamada programação “In-Circuit Serial Program” (ICSP ou ISP), neste caso é necessária a combinação de projeto dedicado a este tipo de dispositivo eletrônico. A interface resultante permite que os dados sejam transferidos diretamente ao circuito, conectando fios ou cabo para ligar diretamente á placa eletrônica (MainBoard).
• Pode-se ainda usar uma “Cama de Pregos”, aos quais programadores têm acesso aos pinos dos dispositivos já inseridos na placa eletrônica. Geralmente empregados quando se quer não só gravar mas também testar simultaneamente a funcionalidade da placa.
• Existem ainda tecnologia BDM, que através de programadores dedicados possibilitam a transferência de dados e até emulação.

Normalmente programadores de dispositivos são conectados a um computador pessoal pela Porta Serial/Paralela (impressora), Interface USB ou até interface LAN. Um programa do software no microcomputador opera o programador e executa operações de leitura, gravação, verificação, salvando e carregando estes dados no disco. Despendendo do gravador existem outras múltiplas funções que variam conforme tipo do dispositivo e fabricante.
Existem ainda programadores “Stand-Alone” que não necessitam do auxilio do micro computador, contudo este tipo de produto está cada vez mais em desuso, devido à limitação de atualizações de seu ‘grid’ de componentes.

A história dos programadores de dispositivos se confunde com a história da evolução dos circuitos integrados. A necessidade de flexibilizar o desenvolvimento de projetos eletrônicos com os mais diversos usos e infinitas aplicações, criou-se a necessidade de criar uma arquitetura tecnológica que permitisse aos então engenheiros “modificar” o uso dos dispositivos lógicos. Veja a evolução de algumas destas tecnologias:

• Inventada a PROM em 1956 por Wen Tsing Chow, quando trabalhava na Divisão armamentista da “Bosch Arma American Corporation”, em Garden City, New York. A invenção foi concebida a pedido da Força Aérea dos Estados Unidos para chegar a uma forma mais flexível e segura de armazenar a segmentação constantes do Atlas E / F ICBM's Computador Digital Espacial. A patente e tecnologia associada foi realizada sob sigilo por vários anos enquanto o Atlas E / F foi o principal míssil operacional dos Estados Unidos.
• A expressão "queimar", referindo-se ao processo de programação de uma PROM, está também na patente original, como uma das implementações que literalmente queimar os díodos internos  com uma corrente de sobrecarga que produz uma descontinuidade no circuito. As primeiras máquinas PROM também foram desenvolvidos por engenheiros Arma sob a direção do Sr. Chow e no Quartel do Comando da Força Aérea Americano(SAC).
• Em 1970, a Texas Instruments desenvolveu uma máscara programável-IC baseada na IBM só de leitura de memória associativa ou itinerância. Este dispositivo, o TMS2000, foi programado através da alteração da camada metálica durante a produção do IC. O TMS2000 tinham até 17 entradas e 18 saídas com 8 flip flop JK para a memória. TI cunhou o termo Lógico Programável Array para este dispositivo.
• Em 1971, a General Electric Company (GE) desenvolveu um dispositivo lógico programável com base na nova tecnologia PROM. Este dispositivo experimental melhorou por permitir que várias interações lógicas. Intel introduziu o UV (Ulta-Violeta)PROM que era apagável. Já a GE lançou o primeiro dispositivo PLD apagável. O EPLD foi difundido pela Altera por mais de uma década. A GE obteve várias patentes sobre dispositivos lógicos programáveis.
• Em 1973,a National Semiconductor-PLA introduziu aparelho programável (DM7575) com 14 entradas e saídas 8 registros. Esta era mais barata do que da TI, mas tinha uso limitado. O dispositivo é importante porque foi a base para o Array de campo lógicos programáveis produzido pela Signetics, em 1975, o 82S100.
• Em 1974, a GE entrou em um acordo com Monolithic Memórias de desenvolver uma máscara de dispositivos lógicos programáveis incorporando as inovações GE. O dispositivo foi nomeado o "Programmable Associative Logic Array" ou PALA. O MMI 5760 foi concluída em 1976 e pode programar vários circuitos seqüenciais ou de mais de 100 portas. O dispositivo da GE possuía um gerador de equações boleanas que seriam convertidos para mascarar os padrões para configurar o dispositivo. Incriveu que esta tecnologia nunca foi levada foi levada ao mercado.
• Em 1978, MMI introduziu um avanço significativo em dispositivo com o Array Lógico Programável ou PAL. A arquitetura era mais simples do que a de Signetics FPLA. Isso fez com que estes dispositivos fossem mais rápidos, menores e mais barato. Disponíveis em 20 pinos DIP com distancia metade das FPLAs, as PAL fora sucesso imediato. Um software de desenvolvimento chamado PALASM (PAL Assembler)convertia os Equações Booleanas em um array de fusíveis. A tecnologia PAL foi incorporadas pela National Semiconductor, Texas Instruments e da AMD. A evolução PALs de 20 pinos foi o AMD de 24 pinos PAL 22V10 com características adicionais.
• No final da década de 70, enquanto PALs estavam ocupadas com desenvolvimento GALs e CPLDs (todos acima descritos), um fluxo separado de desenvolvimento estava acontecendo. Uma nova tecnologia de dispositivo baseado em tecnologia “Gate array” estava sendo em desenvolvimento. A grande vantagem é que a programação é feita elo Cliente.
• No inicio da década de 80, A Xilinx através de seu co-fundador Ross Freeman, inventou “Field Programmable Gate Array”. Enquanto as CPLDs tinham alta densidade de 10.000 de portas lógicas as FPGAs passaram para milhões de vezes mais densas.
• Em 1984, foi inventado pelo Dr. Fujio Masuoka as memórias tipo flash (NAND e NOR), enquanto trabalhava para a Toshiba. Segundo a Toshiba, o nome de "flash" foi sugerido pelo Dr. Masuoka ao colega Sr. shoji Ariizumi, porque o processo de apagamento da memória lembrou-lhe conteúdo de um flash de uma câmera.
• Em 1985, uma nova inovação na tecnologia PAL foi o lançamento da matriz dispositivo “generic array logic”, ou GAL, inventado pela Lattice Semiconductor. Este dispositivo tem a mesma propriedade lógica de uma PAL, mas podem ser apagadas e reprogramadas. O GAL é muito útil para a fase de prototipagem um desenho, pois erro de lógica podem ser corrigido por reprogramação. GALs são reprogramados por programadores que consolidam esta função.
• Em 1989 foi anunciada pela Toshiba a Flash NAND. Esta muitas vezes mais rápida tanto para apagar como para escrever, com circuito integrado de menor área por célula, permitindo assim uma maior densidade de armazenamento e menor custo por bit do que flash NOR;
• posteriormente surgiram os primeiro NANDs à base de mídia removível SmartMedia, incluindo MultiMediaCard, Secure Digital, Memory Stick e xD-Picture Card. Além destas uma nova geração de cartão de memória formatos, incluindo RS-MMC, miniSD e microSD, e Intelligent Stick,
• Por exemplo em março de 2008, o cartão microSD com uma área de pouco mais de 1,5 cm² e  espessura de menos de 1 mm, tem a impressionante capacidade de 16GB.
• Apartir de 2005, o mercado tem FPGA tem migrado para “uso de aplicação geral". E com a concorrência acirrada entre os fabricantes de FPGA tem ofertados dispositivos com características únicas com preços cada vez mais reduzidos ampliando seu uso “embarcados “ em diversos produtos do mercado desde celulares, eletrodomésticos, veículos até viabilizando produtos que tinham controles simples como interruptor de luz, etc.

A possibilidade de miniaturização permite já em escala nano métrica o uso de robôs que se movimentam no corpo humano procurando sanar inúmeras doenças diagnosticados que tratamentos normais não possibilitam cura.

Dispositivos Eletrônicos Lógicos Programáveis ou EPLD são componentes eletrônicos ou circuitos integrados utilizados para construir circuitos digitais reconfiguráveis. Ao contrário de circuitos de portas lógicas, que tem uma função fixa, um PLD tem uma função indefinida no momento da fabricação e uma EPLD pode sr definida pelo usuário.

• Tipo Memória
  • PROM
  • EPROM
  • EEPROM (E2Prom)
  • FLASH
  • SRAM
  • DRAM
  • NVRAM
• Tipo Dispositivo Lógicos
  • PLD
  • EPLD
  • PAL
  • GAL
• Tipo Microcontrolador/Microprocessador
  • MCU
  • MPU

Exemplo: CAT93C46S, CAT93C46J, e CAT93C46K são apenas variantes do CAT93C46 (o mesmo algoritmo de programação),
mas CAT93C46-18 é um dispositivo separado (algoritmo diferente).

Existem vários tipos de programadores

1. Programador Dedicado
   • Específico para uso conjugado com a plataforma de desenvolvimento do ‘firmware’ (IDE).
2. Programador Compacto
   • Portáteis com peso inferior a 200g que cabem no bolso, para uso em campo.
   • Compactos também facilmente transportáveis com maiores números de dispositivos.
3. Programador Universal
   • Mesa geralmente para uso em laboratórios com ampla densidade de dispositivos.
4. Multi-Programador (Cluster)
   • Conexão de 2 à mais Programadores Universais para produção em lotes intermediários.
5. Programadores Multi-Programador
   • Também chamado de Programador Gang para alta produção em massa em lotes elevados.
6. Programador automático
   • Maquina automática para altíssima escala de produção com mínima operação humana.

Em alguns programadores, dispõe de encaixes diretos ao programador ou módulo sem serem pelos DIPs que naturalmente acompanham os programadores.

JTAG ( Joint Test Access Group ) é uma interface de programação e teste de circuitos digitais, padronizada como IEEE 1.149,1. Originalmente desenvolvido para a programadores lógicos, o JTAG também é freqüentemente utilizado para microcontroladores. O dispositivo é acessado através de quatro linhas seriais (TMS, TCK, TDI, TDO) através dos quais as portas, memória,  lock bits, registros etc, podem ser lidos e escritos em alta velocidade.

JTAG padroniza dispositivo programação. Alguns programadores de dispositivos, podem programar dispositivos JTAG compatíveis, mesmo quando ainda não entrou na lista dispositivo. 

Por isso, o dispositivo tem compilador para gerar um script que SVF é então interpretada pelo programador e utilizado para programar o dispositivo em alta velocidade.

Além da programação, o JTAG interface também permite testar e depurar seus microcontroladores e as portas I / O. Com um depurador JTAG pode desenvolver software diretamente na placa eletrônica original. O depurador desencadeia interrupção de hardware e software, interrompe o programa e executa-lo em único passo, sem necessidade de emulador e sem hardware adicional.

Muitos se perguntam sobre necessidade de ter um produto Programador Universal Profissional.
A não ser que seja estudante interessado em apreender o básico deste produto, ou goste de ser masoquista, enfatizo mais do que ter um Programador Universal é importante que seja Profissional, mesmo se você irá utilizar para “hobby” incrível que parece.
Muitos programadores no mercado são fornecidos sem os quesitos básicos de qualidade ou de segurança. Sugiro que fuja destes produtos amadores, pois apesar de serem um pouco mais baratos (a diferença realmente é muito pouca) estes produtos inacabados até esteticamente acabam por fazer perder tempo, dinheiro e podem queimar (danificar mesmo!) os seus preciosos componentes ou mesmo o próprio produto.

• Não possuem soquete ZIF também chamado TEXTOOL (3M).

       Geralmente são soquetes comuns que ao se proceder a inserção e retirada do chip afetam os pinos dramáticamente.

• Não possuem seleção de dispositivo com filtros de tipos e fabricantes.

        Além de não poder selecionar o Fabricante, Tipo e PartNumber. Muitas vezes o produto tem que ter ser estrapeado por “jumpers” externos, que ampliam a dificuldade de selecionamento.

• Quantidade baixa de números dispositivos.

          Hoje um Programador para ser considerado como Universal é de no mínimo 3000 Chips.

• Densidade baixa de componentes por custo.

           Faça um cálculo simples Divida: N° Componentes / Preço do produto
           Este cálculo é interessante, pois demonstra qual é numero de componentes você tem para cada real investido na compra do produto. Veja tabela comparativa.

• Sem conversores e adaptadores próprios para o dispositivo que irá usar.

          Muitos Programadores não possuem o conversor adequado.

• O Produto sem gabinete protetor.

          Muitos produtos são disponíveis somente com placa aparente sem uma proteção mínima.

• Produto com comunicação pela porta serial ou mesmo pela porta paralela.

          Este item pode não ser relevante para escolha apenas indica quando foi desenvolvido o mesmo! Evidentemente os produtos com porta USB, são os mais modernos, alem de serem mais rápidos.

• Não possuem performance e algoritmo adequada o que pode elevar o tempo de gravação.