可编程芯片:拼合成一个模拟解决方案

2009-11-10 23:24:15来源: EDN执行编辑

  要点

  经济形势刺激了对可编程模拟元件的兴趣。

  不存在将可编程模拟芯片用于一个系统的设计流程。

  设计流取决于供应商为理解芯片而提供的隐喻(metaphor)。

  今后,这些设计流也许是今天FPGA(现场可编程门阵列)流的混合信号版。

  可配置模拟IC已经出现了多年,表面看来对市场的影响不及其数字同胞FPGA(现场可编程门阵列)。不过,当前的经济形势却使可编程模拟标准产品的概念突然显现出吸引力。一些需求能很好地适合这些器件的优点:保持在某个产品领域的设计前沿,不花费很多的设计成本,并且不存在会影响任何一个设计进入量产的最终用户需求。这样的日子可能为时不远了。
不过,如果可编程模拟时代到来了,仍然有一个很大的问题:这些芯片应该采用哪种设计方法?传统的直观式模拟设计流程(仍需主要依靠试验板试验验证)还有意义吗?或者用户会发现用于FPGA器件的流程(即前端用系统级语言,验证用仿真)可能更适用?答案既复杂而又有益。

  各种架构

  这种复杂性的原因之一是,在“可编程模拟”的共有描述下,存在着大量的架构。一个极端情况是特定功能芯片,它有高度的用户可配置能力,而不改变其基本功能。在另一个极端上,有些芯片是FPGA的模拟近亲,即有着大量小型的非专用模拟功能块。两种极端在结构与功能上都有差别,其意义在于它们有不同的需求。

图1Lattice公司的1220AT8为板上的一组电源提供可编程的监控功能
图1,Lattice公司的1220AT8为板上的一组电源提供可编程的监控功能。

  考虑两个例子。一个是Lattice半导体公司的可编程电源控制器系列(图1)。这些多功能芯片控制着一块当代PCB(印刷电路板)上多个电源的时序与触发。多数情况下,它们是Lattice运用自己的可编程逻辑技术做成的简单PLD(可编程逻辑器件)。这些芯片亦包括精密ADC、可编程阈值监控器以及DAC,用于检测输出电压,并为电源的反馈回路提供精密调整的电压。

  对另一端,考虑Anadigm公司的FPAA(现场可编程模拟阵列)。这些器件基本上是非专用的元件阵列,用于组装成开关电容模拟信号处理电路。FPAA中编程的作用不仅是设定电路的参数,也能创建电路的拓扑结构。甚至这些产品中的“可编程能力”也有两种含义。因此设计者用于处理它们的方法也有差别。

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关键字:FPGA  可编程逻辑  解决方案

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2009/1110/article_796.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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