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芯片计划与仿真技能

2017-04-24 18:17分类:电工考证知识 阅读:

 

20世纪90年代初,由于自个电脑、无绳电话和高速数据传输设备的翻开需求,电子工业阅历了无量的腾跃。为了赢得商业上的比赛,出产商的商品火急需求寻求高功用、优质量、低本钱、微功耗和纤细规范封装。为此,出产商有必要选用少数的IC器材和面积尽或许小的PCB板来研发高集成化的凌乱体系。亚微米半导体技能、PCB外表设备技能的翻开支撑了商品的集成化程度的前进。可是,在给定电子计划主动化(EDA)东西的条件下,跟着商品上市周期的缩短、计划凌乱程度的添加,影响出产商开发的瓶颈疑问便是其计划才调,这个状况实习上孕育着对现代计划办法和现代查验办法的遍及需求。体系的要害电路用一片或几片专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits --ASIC)完毕,芯片计划必定触及体系内容,体系计划有必要思考芯片计划,这些专用集成电路是由体系和电路计划师亲身参加计划的,直到完毕电路到芯片地图的计划,再交由IC工厂投片出产加工,或许是用高密度可编程逻辑器材经过编程的办法来完毕。

高密度可编程逻辑器材可编程逻辑芯片阅历了PAL(Programmable Array Logic)GAL(Generic Array Logic)CPLD(Complex Programmable Logic Device)FPGA (Field Programmable Gate Array)几个翻开时期。半导体技能现已由微米翻开到深亚微米,集成度由开端的几十门翻开到如今的数百万门。CPLDFPGA都是高密度现场可编程逻辑芯片,能够将许多逻辑功用集成于一个单片集成电路中,尽管半定制和全定制的专用集成电路也能够将许多逻辑功用集成于一个单片集成电路中,但CPLDFPGA具有更多的活络性:既适用于批量商品短研发周期、小批量商品开发,也可用于大批量商品的样品研发。计划人员在实验室经过开发东西就能够制造出自个的芯片,而不必芯片制造商来完毕。一同,因其项目开发所需前期工程费用低的特征,遭到运用电子体系开发人员的喜爱。

与选用SSI/MSI规范器材构成PCB板级计划比照,CPLDFPGA具有很大的活络性,由于SSI/MSI规范器材集成度低,功用有限,活络性差,构成的PCB板级计划,存在许多芯片间的连线,且要选用各种纷歧样功用的芯片,致使体系牢靠性差,费用高,功耗高,体积大,任何逻辑改动有必要选用跳线或钻孔的办法,假如PCB板的出产值很大,则有必要从头计划,这必定致使前期出资的大大前进,并使商品上市时刻推延,而选用CPLDFPGA则纷歧样,其PCB板仍然可用,无须损坏板上的连线构造,只需批改CPLDFPGA内部的衔接联络就可批改逻辑功用。

与选用微处理器构成的体系比照,CPLDFPGA也具有显着的长处,由于微处理器体系用软件装备来完毕功用,在某些场合下,其速度太低,满意不了恳求。此外,这类体系开发费用高,并且还要用SSI/MSI计划相应的接口电路。

选用纷歧样的技能路途出产的可编程逻辑器材具有纷歧样的构造。CPLD器材是大局互联的,特有的PIA大局金属互连导线能够作延时猜测,易于操控时序逻辑。而FPGA器材是阵列构造,内部资本是分段互联的,其延时不行猜测,只需编程完毕后才调实习丈量。CPLDFPGA树立内部可编程逻辑衔接联络的编程技能有三种:依据反熔丝技能的器材只答应对器材编程一次,编程后不能批改。其长处是集成度、作业频率和牢靠性都很高,适用于电磁辐射搅扰较强的恶劣环境。依据EEPROM存储器技能的可编程逻辑芯片能够重复编程屡次,体系掉电后编程信息也不会丢掉。

编程办法分为在编程器上编程和用下载电缆编程。用下载电缆编程的器材,只需先将器材装焊在打印电路板上,经过PCSUN作业站、ATE(主动查验仪)或嵌入式微处理器体系,就能发作规范5V3.3V2.5V逻辑电平编程信号,称为ISP(In System Programmable)办法编程,调试和修补也很便当。依据SRAM技能的器材编程数据存储于器材的RAM区中,使之具有用户计划的功用。在体系不加电时,编程数据存储在EPROM、硬盘、或软盘中。体系加电时将这些编程数据即时写入可编程器材,然后完毕板级或体系级的动态装备。这种办法称ICR(In Circuit Reconfigurable)

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