可编程ASIC技术及其设计

1 引言 电子学设计方法在过去的10年中取得了显著的进步。过去电子产品的设计一直是首先选用标准通用集成电路芯片（例如数字通用芯片74系列等）,然后再由这些芯片和其他元器件自下而上地构成电路、子系统和系统。采用这种方法设计出的电子系统具有元器件的种类和数量较多、体积和功耗大、可靠性低等缺点。随着集成电路技术的不断进步,目前可以把数以亿计的晶体管、几万门及几十万门乃至几百万门的电路集成在一个芯片上。半导体集成电路已从早期的单元集成、部件电路集成发展到整机电路集成和系统电路集成。电子系统的设计方法也由过去集成电路厂家提供通用芯片、整机系统单位采用这些芯片组成电子系统的“Bottom-Up”（自下而上）设计     

可编程ASIC的新进展

由于ＣＰＬＤ和ＦＰＧＡ等器件的可由于ＣＰＬＤ和ＦＰＧＡ等器件的可编程专用集成电路（ＡＳＩＣ）具有用户编程实现专门应用的功能，近年来发展极为迅速。１９９５年．Ｘｉｌｉｎｘ、Ａｌｔｅｒａ、ＡＭＤ、Ｌａｔｔｉｃｅ、Ａｃｔｅｌ、Ｃｙｐｒｅｓｓ、Ｌｕｃｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ａｔｍｅｌ、ＴＩ和ＩＣＴ等前十家可编程ＡＳＩＣ公司的总销售额达１７亿美元。其中销售额占第一位．达到５．２亿多美元的Ｘｉｌｉｎｘ公司排进了全球前十家ＡＳＩＣ供应商的第九位。可编程ＡＳＩＣ主要是依靠集成电路工艺的不断提高和器件结…     

可编程逻辑器件替代ASIC

具有很大吸引力的可编程逻辑最 新发展趋势是用以替代ＡＳＩＣ和ＡＳＳＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＳｔａｎｄｕｒｄＰｒｏｄｕｃｔ—一专用标准产品）。过去的经验法则是：假若需要量少，则正确的选择是可编程逻辑方案；若需要量大，采用ＡＳＩＣ方案是值得的，虽然在时间和灵活性方面有所损失，但成本是合算的。 而现在，事实上已不必这样做了。Ｘｉｌｉｎｘ公司（ｗｗｗ．ｘｉｌｉｎｘ．ｃｏｍ）推出最新的可编程逻辑家族Ｓｐａｒｔａｎ－ＩＩ和ＣｏｏｌＲｕｎｎｅｒ ＸＰＬＡ３（见图 １），设计人员可用它们替代ＡＳ…     

采用可编程ASIC仿真UART 16550

文章在介绍了串行通信、可编程ASIC和VHDL语言之后 ,着重讨论了如何使用可编程ASIC仿真实现UART 16550芯片 ,详细阐述了各个模块的流程、结构与设计细节。     

可编程多用遥控器的设计

论述一种用单片机开发的可编程序遥控器的设计和实现。在硬件电路固定的情况下,通过软件编程来实现多种电子设备组合后不同频率信号的要求。该遥控器可用于电视、VCD、DVD、空调、风扇等电子设备的遥控中,也可用于多媒体教学和会议中的各种电子设备的遥控,使演示更方便。     

嵌入设计--可编程逻辑的焦点

把可编程逻辑同预设计的标准嵌入处理器内核、片内存储器和外设结合到复杂的单芯片系统中的新产品正在涌现,这在以前是根本不可思议的。集成了快速SDRAM控制器、UART、记时器和片内双口存储器等外设的高性能嵌入处理器和可编程逻辑的单芯片系统,比采用分立部件具有更高的系统性能,相对ASIC具有更短的设计周期。     

可编程门阵列的低功耗设计

随着对系统低功耗的要求越来越高,低功耗器件的选择也变得越发关键起来。对于通讯设备行业,在系统设计阶段就需考虑板卡降温,机框空间最小化和系统可靠性等因素。对于网络时代的电子终端产品,电池寿命,散热和小尺寸是我们所面临的主要挑战。选择好的器件及设计技术能有助于我们达到对功耗的预算目标。很多可编程逻辑器件(PLDs)都声称高性能,但这往往是以更大的功耗为代价。Actel公司的反熔丝可编程门阵列(FPGAs)器件是高性能,低功耗应用的理想解决方案。     

可编程信号处理器的低功耗设计

可编程信号处理器已获得广泛应用，随着VLSI技术的发展，现在已可利用信号处理器实现SOC功能，实现SOC功能还必须降低处理器的功耗。本文首先叙述可编程信号处理器降低功耗的各种途径，然后介绍低功耗可编程处理器的结构设计，最后对最新的TMS320C55X的低功耗性能进行分析。     

用TOPSWITCH器件设计可编程电源

自美国电源集成公司（ＰＯＷＥＲＩＮＴＥＲＧＲＡＴＩＯＮ）推出ＴＯＰＳＷＩＴＣＨ系列集成开关稳压源控制芯片后,以其简单高效可靠的特性在国内各种应用系统中迅速得到了推广,一般最广泛的应用是利用ＴＯＰ系列芯片设计电压输出固定的一路或多路交流到直流稳压器。...     

低功耗可编程定时器集成电路的设计

介绍了一种低功耗、高精度、高稳定性可编程定时器专用集成电路的设计,对其中的稳定性电路、低功耗问题进行了研究和分析。该电路的静态工作电流为7．8微安。     

可编程器件设计的安全性

自1970年代PAL器件的问世以来，可编程逻辑器件在电子工业中得到了日渐广泛的应用。得益于摩尔定律，可编程逻辑器件单个芯片的容量从最初只有几十门发展到目前的几百万门；应用范围从最初简单的粘合逻辑到目前复杂的SOC级设计；价格也从最初的几十门/1美元降到当前的几千门/1美元。随着设计规模的上升和器件价格的下降，设计成本在系统中实现所占比重越来越大。     

可编程光衰减器的新设计方法

新型HP 81 5 6A光衰减器采用了可忽略双折射的圆盘玻璃滤波器和高分辨率、快速稳定的滤波器驱动系统 ,并以其较低的偏振相关损耗、较小的偏振模式色散和较高的通用性而使性能大为改善。     

了解今天的可编程振荡器

在加速产品开发周期和追求准时生产的时代,定时就是一切。对一个设计工程师或项目开发工程师来说,几乎没有什么事情比花六个星期等待一个样机部件更令人恼怒的了,或许更糟的是,在紧张的生产过程中缺少一个关键部件,而这个部件恰好是晶体振荡器。     

用可编程逻辑器件设计有限自动机

本刊1988年第2期发表的“有限自动机的电气实现方法”一文,对设计多变量的时序电路有很大的参考价值。随着电子技术和微计算机技术的迅猛发展,自动机的电路实现方法已经不再局限于采用中、小规模集成电路来实现,电路的设计发展方向已是采用软件和硬件相结合的方法,一种具有竞争能力的ASIC器件PAL和GAL已广泛应用于自动机的设计。本文通过一些具体没计实例介绍如何用可编程逻辑器件PAL和GAL实现有限自动机。     

可编程阵列把FPGA块和ASIC块集成在一起

ＳＰＧＡ（系统可编程门阵列）把ＦＰＧＡ块、ＳＲＡＭ块和门阵列块或标准单元块集成在一起，解决了系统集成的需要。统设计师经常混合使用门阵列和现场可编程门阵列，或基于标准单元的芯片和ＦＰＧＡ，以便最好地兼顾系统的高密度和灵活性。但是．ＦＰＧＡ工艺的改进已能做出１０万门的器件，这接近于系统的集成水平。这些高集成度器件不必配用较低集成度集成度的门阵列或基于标准单元的芯片．遗憾的是，高集成度ＦＰＧＡ占用很大的硅面积，芯片每边超过２０ｍｍ。而同等容量的门阵列芯片每边小于１０ｍｍ．ＦＰＧＡ如此之大的芯片面积使成…     

可编程逻辑器件的开发与设计

随着数字电路的兴起，PLD器件是发展最快的技术之一，它的高密度、高灵活性，使得很多早期数字电路得以再集成，大幅提高了系统可靠性及性能，并大大减小了体积，节约了综合成本。本文在介绍了可编程逻辑器件的发展历程及特点后，详细说明了可编程逻辑器件的开发设计流程。     

将可编程ASIC基本技术引入数字电子技术课教学初探

本文从电子技术课教学如何同时代发展和技术进步结合的全局高度阐述了将可编程ASIC基本技术引入数字电子技术课教学的必要性及认识过程。     

可编程逻辑器件设计新思路

可编程逻辑器件在集成电路的发展中占有重要地位。深亚微米与超深亚微米技术的发展使可编程逻辑器件向系统级可编程芯片转移。本文详细阐述了基于IP的系统级可编程芯片的设计策略。     

一款半定制可编程逻辑核的设计与验证

介绍了一款可编程逻辑核的设计及验证过程,着重阐述了可编程逻辑核电路设计及CAD设计技术。该可编程逻辑核采用半定制方法设计,在CSMC 0.5μm CMOS工艺上进行了流片,开发了相应的CAD工具以支持该可编程逻辑核的验证。硬件测试结果表明,该可编程逻辑核实现了预期的逻辑电路功能,达到了设计目的。