Download
1 / 41
410 likes | 585 Views
FPGA Actel – PLICE based. Semestrální práce z předmětu AP. Vypracoval: Zdeněk Suchomel 24.11.2005. Společnost Actel se zabývá výrobou programovatelných obvodů FPGA v technologiích antifuse (Programmable Low Impedance Circuit Element) a technologií flash. Nabízí tyto druhy produktů:
E N D
FPGA Actel – PLICE based Semestrální práce z předmětu AP Vypracoval: Zdeněk Suchomel 24.11.2005
Společnost Actel se zabývá výrobou programovatelných obvodů FPGA v technologiích antifuse (Programmable Low Impedance Circuit Element) a technologií flash. Nabízí tyto druhy produktů: součástky technologie FLASH součástky technologie ANTIFUSE součástky pro armádu/vesmír a s vysokou spolehlivostí
FPGA technologie - Antifuse Technologie je založena na propojkách typu antifuse, tedy propojkách, které jsou před vlastním programováním nevodivé a po programování vodivé resp. mají malou impedanci (PLICE). Strukturu propojky tvoří dvě elektrody s vodivého materiálu nebo polykrystalického křemíku oddělené isolační dielektickou vrstvou. Při přivedení proudu se protavením vytvoří trvale vodivý křemíkový spoj. PLICE – Programmable low impedance circuit element
Legacy products Mezi první FPGA firmy Actel lze zařadit čtyři řady logických obvodů: • Integrator Series FPGA • ACTTM 1 Series FPGA • ACTTM 2 Series FPGA • ACTTM 3 Series FPGA
Integrator Series FPGA • první obvody optimalizované pro vysokou rychlost integrované logiky • založeny na technologii antipropojek • 0.6u technologie CMOS • 2.500 – 30.000 logichých hradel • až 3kb konfigurovatelný duální port SRAM přístup 5ns • obvody rychlého dekódování sběrnice • až 250 uživatelsky programovatelných I/O pinů • 225 MHz • 100 MHz FIFO • 7.5ns 35 bitový dekodér adres
Propojovací linky Obvody této řady používají pro propojování jednotlivých logických modulů horizontální a vertikální propojovací linky. Horizontální rozvod je umístěn mezi řádky modulů viz. obr. Vertikální rozvod vede přes všechny moduly. Jsou tu základní tři typy linek: Input, Output a Long. Input a Output linky jsou přiřazeny danému modulu Dlouhé linky jsou „neutrální“ a procházejí strukturou. Každý výstupní segment překlene čtyři kanály (dva nad a dva pod).
ACTTM 1 Series FPGA • 5V a 3.3V řady plně kompatibilní s JEDEC • až 2000 ekvivalentních hradel (ekvivalent 6000 u PLD) • nahrazují až 50 TTL obvodů nebo dvacet 20-ti pinových PALů • návrhová knihovna obsahuje více než 250 maker • až 547 programovatelných logických modulů • až 273 FLIP-FLOPů • rychlost přenosu dat až 75 MHz • Dva diagnostické piny podporující rychlou analýzu do 25 MHz • vysokorychlostní rozvod hodin • I/O proudy 10mA (5V), 6mA (3.3V) • vyrábí se 1u CMOS technologií
Obvody jsou realizovány křemíkovými hradly 1u dvouvrstvou technologií metal CMOS • používají PLICE antifuse technologii • využití součástky je 95 až 100 % • I/O piny mohou být připojeny ja na TTL tak i na CMOS • nabízejí možnost ochrany bezpečnostní přepalovatelnou pojistkou
Struktura součástky Na obrázku je nastíněn princip propojování logických buněk, v oblastech překrytí horizontálního a vertikálního rozvodu jsou umístěny propojovací prvky PLICE antifuse. Při programování jsou tyto „antipropojky“ adresovány a programovány tak, aby vytvořily spojení potřebná pro danou aplikaci.
Tabulka funkcí Všechny piny mohou být použity jak pro vstup tak i výstup a to třístavový nebo jako obousměrný buffer I/O proudy 10mA (5V), 6mA (3.3V) I/O piny
ACTTM 2 Series FPGA • až 8000 ekvivalentních hradel (ekvivalent u 20 000 PLD) • nahrazují až 200 TTL obvodů nebo osmdesát 20-ti pinových PALů • návrhová knihovna obsahuje více než 500 maker • až 1232 programovatelných logických modulů • až 998 FLIP-FLOPů • rychlost přenosu dat až 105 MHz • 16-ti bitový akumulátor • Dva diagnostické piny podporující rychlou analýzu do 50 MHz • vysokorychlostní rozvod hodin • I/O proudy 10mA • vyrábí se 1u CMOS technologií
Popis • tyto obvody reprezentují druhou řadu FPGA fy ACTEL • jsou založeny na dvoumodulové technologii, skládají se z C-modulů a S-modulů, které jsou optimalizovány jak pro sekvenční tak i kombinační návrhy • jsou kompatibilní jak s řadou ACT 1 tak i ACT 3 • Obvody jsou realizovány křemíkovými hradly 1u dvouvrstvou technologií metal CMOS • používají PLICE antifuse technologii
ACTTM 3 Series FPGA • až 10000 ekvivalentních hradel (ekvivalent u 25 000 PLD) • nahrazují až 20 32 macro-cell CPLD nebo sto 20-ti pinových PALů • návrhová knihovna obsahuje více než 500 maker • až 1153 FLIP-FLOPů • až 228 programovatelných pinů • rychlost přenosu dat až 250 MHz • čtyři vysokorychlostní rozvody hodin • I/O proudy 10mA • vyrábí se low-pover CMOS technologií • varianty 5,0 V a 3.3 V
Popis • architektura této řady je založena na šesti základních blocích: • Logické buňky • I/O buňky • pin - řízení • propojovací linky • rozvod hodin • obvody pro programování a testování
Modul C Modul C implementuje logickou funkci Y = !S1*!S0*D00+ !S1*S0*D01+ S1*!S0*D10+ S1*S0*D11 kde S0 = A0*B0 a S1 = A1*B1
Modul S Modul S implementuje stejnou logickou funkci, na výstupu KO-D Y = !S1*!S0*D00+ !S1*S0*D01+ S1*!S0*D10+ S1*S0*D11 kde S0 = A0*B0 a S1 = A1*B1
