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可编程ASIC器材分类及特征

2017-05-04 03:15分类:电工考证知识 阅读:

  如今,可编程ASIC 器材现已是一个十分无量的宗族了,出产厂家很多、商品称谓各异、制作技能和构造也不尽一样。例如,如今出产可编程ASIC 器材的厂家有首要有XILINX、ALTERA、LATTICE、ACTEL、ATMEL、AMD、CYPRESS、INTEL、MOTOROLA、TI(TEXAS INSTRUMENT)等厂家。各厂家又有不一样的系列和商品称谓,器材构造和分类更是不一样。如今,多见的可编程ASIC器材有FPGA,CPLD,GAL,PAL,PLA和PROM等。由于前史的要素,对可编程ASIC器材的命名不很规范,可编程ASIC器材有多种分类办法,没有一同的分类标淮。本节介绍其间几种比照通行的分类办法。
1.编程ASIC器材的集成度分类
集成度是集成电路一项很首要的方针,假定从集成密度上分类,可分为低密度可编程ASIC器材和高密度可编程ASIC逻辑器材。通常,当PLD中的等效门数逾越500门,则以为它是高密度PLD。假定依照这个规范,PROM、PLA、PAL和GAL器材归于低密度可编程ASIC器材,而CPLD和FPGA归于高密度可编程ASIC器材。
2.从互连构造上分类
从互连构造上可将PLD分为断定型和核算型两类。
断定型PLD是指互连构造每次用一样的互连线结束布线,所以线路的时延是能够猜想的,这类PLD的守时特性常常能够从数据手册上查阅而事前断定。这种底子构造大多为与或阵列的器材,它能有用地结束“积之和”办法的布尔逻辑函数。包含简略PLD器材(PROM,PLA,PAL和GAL)和CPLD。如今除了FPGA器材外,底子上都归于这一类构造。断定型PLD是经过批改与有固连内部电路的逻辑功用来编程.
核算型构造的典型代表是FPGA。它是指方案体系每次施行一样功用,都能给出不一样的布线办法,通常无法切本地预知线路的时延。所以,方案体系有必要容许方案者提出捆绑条件,如要害途径的时延。核算型构造的可编程ASIC器材首要经过改动内部连线的布线来编程。
3.编程元件上分类
(1)熔丝(Fuse)或反熔丝开关。
熔丝开关是最早的可编程元件,由熔断丝构成。在需求编程的互连节点上设置相应的熔丝开关。在编程时,需求坚持联接的节点保留熔丝,需求去掉联接的节点熔丝用电流熔断,毕竟留在器材内的熔丝办法抉择相应的器材逻辑功用。它是一次可编程器材,缺陷是占用面积大、恳求大电流、难于查验。运用熔丝开关技能的可编程ASIC器材如PROM,PAL和xilinx的XC5000系列器材等。
反熔丝元件打败了熔丝元件的缺陷,在编程元件的规范和功用比熔丝开关有显着的改进。反熔丝开关经过击穿介质抵达连通线路的意图。反熔丝在硅片上只占一个通孔的面积,因而反熔丝占用硅片面积小,对跋涉芯片的集成密度很有利。
(2)浮栅编程技能 浮栅编程技能包含紫外线擦除、电编程的UVEPROM,以及电编程的EEPROM和闪速存储器(Flash Memory)。它们都用悬浮栅存储电荷的办法来保留编程数据。所以在断电时,存储数据不会丢掉。GAL和大大都CPLD都用这种办法编程。
(3)SRAM装备存储器 运用静态存储器SRAM存储装备数据,称装备存储器。如今Xilinx公司出产的FPGA首要选用了这种编程构造。这种SRAM装备存储用具有很强的抗烦扰性。与其它编程元件比照,具有高密度和高牢靠性的特征。
第1类、第2类和第3类器材称为非易失性器材,它们在编程后,即便掉电装备数据仍坚持在器材上;第4类器材即SRAM器材称为易失性器材,每次掉电后装备数据会丢掉,在每次上电时需求进行从头装备。
4.从可编程特性上
从可编程特性上可分为一次可编程和重复可编程两类。由于熔丝或反熔丝器材只能写一次,所以称一次性编程器材器材,其它办法编程的器材均能够屡次编程。一次可编程的典型商品是PROM、PAL和熔丝型FPGA。在重复可编程的器材中,用紫外线擦除的商品的编程次数通常在几十次的量级,选用电擦除办法的次数稍多些,选用 E2CMOS艺的商品,擦写次数可达上千次,而选用 SRAM(静态随机存取存储器)构造,则被以为可结束无限次的编程。

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