En sistemas integrados, hay una necesidad permanente de almacenar información, como códigos de programa y datos de calibración, de modo que permanezca disponible después de que se quite la alimentación del sistema. Múltiples dispositivos de memoria y tecnologías se encuentran disponibles para llevar a cabo esto, como PROM, EPROM, EEPROM y la memoria flash. Cuando el dispositivo de memoria se fabrica por primera vez está en blanco, de modo que se debe programar antes de usar el sistema en el cual se instala.
Si bien los microcontroladores de la generación actual normalmente incluyen memoria flash y tienen la capacidad de reprogramar pequeños bloques de memoria una vez que se instala su código principal, para programar dispositivos "vacíos", igualmente se requiere un programador externo.
Otros circuitos integrados, conocidos con acrónimos como PAL, PLA, PLD, CPLD, GAL, FPGA son dispositivos lógicos programables en los que los datos que se ingresan definen un circuito lógico de combinaciones en lugar de instrucciones de software; estos dispositivos también se deben programar antes de utilizarlos. El equipo responsable de realizar esta tarea recibe diversos nombres, como "programador de dispositivos", "programador de chips", "programador de circuitos" "programador de circuitos integrados" o "quemador de EPROM". Sin embargo, no importa el nombre que se le dé, simplemente es un hardware para transferir datos a los circuitos integrados programables.
Figura 1: programador universal de FPGA. Fuente: Lattice Semiconductor)
Existen cuatro tipos generales de programadores de dispositivos:
1) Programadores Gang: para programar varios circuitos en producción masiva.
2) Programadores universales: para desarrollo y producción en pequeñas series.3) Programadores de bolsillo: programadores portátiles para desarrollo y servicio en campo.
4) Programadores especializados: para ciertos tipos de circuitos solamente, por ejemplo, programadores de EPROM.En este artículo, abordaremos específicamente los programadores universales, que son capaces de programar múltiples tipos de dispositivos. Esta es una capacidad muy útil, ya que con el paso de las décadas (la primera EPROM apareció en 1971) han existido muchos dispositivos programables diferentes y diversas formas de programarlos.
Todos los métodos de programación siguen un procedimiento básico: el dispositivo que se programa se conecta al programador, ya sea mediante conexión al enchufe del programador o al conectar el programador a través de un adaptador a la placa que contiene el dispositivo. Una vez que esto sucede, los datos se transfieren al dispositivo mediante la aplicación de señales hacia los pines de conexión utilizando los circuitos del accionador de pines.
Sin embargo, dentro de este procedimiento básico, existen muchas diferencias entre los dispositivos. En primer lugar, no hay una disposición de pines estándar para los pines de programación. Luego, algunos dispositivos requieren datos a través de entradas en serie, algunas paralelas. Los dispositivos se ejecutan a diferentes tensiones de suministro y utilizan otras tensiones para programación.
El resultado es que cada pin de E/S del programador universal debe ser capaz de aplicar tensiones en un rango de 0 a 25 V, velocidades de reloj de 40 MHz como máximo y entradas lógicas con umbrales ajustables. Y por supuesto ¡no hay que olvidar el creciente número de paquetes diferentes! Estos por lo general se ajustan con adaptadores de enchufes, como se muestra a continuación.
Figura 2: adaptadores de enchufe de programador universal. (Fuente: Lattice Semiconductor)
En el caso del software, existen varios formatos de archivos diferentes para datos binarios: el formato Motorola S-record, el formato HEX de Intel y otros, que el programador universal también debe considerar. Muchos fabricantes fabrican programadores universales para todos los dispositivos en su línea de productos y los diseñadores también pueden obtener programadores universales que funcionan con dispositivos de diferentes vendedores. ¡Un dispositivo de estos asegura funcionar con 92 000 dispositivos de 332 fabricantes de circuitos integrados!
Dado que existe un gran número de combinaciones posibles, un programador universal es una herramienta esencial en todo laboratorio que utiliza un rango de tecnologías de memorias diferentes.