一种应用于反熔丝FPGA的电荷泵电路

电荷泵（Charge Pump）电路以其可成倍输出自身输入电压的特性而被广泛应用于各种芯片的驱动电路中。在反熔丝FPGA中,反熔丝为高压一次编程器件,在编程过程中需要通过高压隔离管将反熔丝与其它器件隔离开,而高压隔离管在工作时需要大于芯片电源VCCA的电压来驱动,如何提供高压保证隔离管能够无损传输数据是反熔丝FPGA研发时必须要考虑的问题。本文提出了一种应用于反熔丝FPGA的电荷泵电路,电路具有快速启动的特点,同时电路工作频率可调,通过在电路中增加冗余NMOS结构,提高了电路在工作中的安全性,该电路在工作时能保证熔丝编程过程中除了反熔丝以外的其他器件不受编程电压的影响,且在编程结束后通过电荷泵输出电压打开隔离管完成信号的无损传输,能够满足反熔丝FPGA对于电荷泵的需求。     

用于反熔丝FPGA的内建测试电路北大核心CSCD

由于反熔丝器件的一次可编程特性,反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在生产阶段很难完成对电路的功能测试验证。针对反熔丝FPGA典型的结构及其内部可编程逻辑模块(PLM)结构,分析了在编程前对PLM进行全功能测试的方法。设计了内建测试电路结构,用于内部PLM逻辑功能的测试。给出了内建测试电路的寻址寄存器、赋值寄存器以及检测电路的结构设计,电路在1.0μm双层多晶双层金属(2P2M)氧化层-氮化物-氧化层(ONO)反熔丝工艺上成功流片。测试结果表明,电路设计正确,解决了在芯片编程前完成基于反熔丝的一次可编程FPGA的内部PLM逻辑功能测试的难题,为后期研究反熔丝电路奠定了基础。     

用于反熔丝FPGA的多标准IO接口电路

针对高可靠性领域和复杂环境对大规模反熔丝FPGA器件的迫切需求,设计了一种新的用于反熔丝FPGA的可动态配置IO接口电路。该IO接口电路具有宽的输入输出电压范围,能实现多驱动调节,支持一系列不同电平模式。通过对反熔丝单元进行编程配置,该IO接口电路可兼容多种IO标准,内核电压为2.5 V,端口电压可在3.3 V与5 V之间转换。仿真与测试结果表明,该IO接口电路满足设计要求,接口速度优于国外同类产品。     

反熔丝FPGA配置电路的研究

反熔丝FPGA的编程过程是对可编程逻辑模块进行配置的过程,具体过程是利用配置电路对连接在逻辑模块输入、输出端口的反熔丝单元施加高压,将其击穿形成连接通路,从而使得逻辑模块连接在信号线上.位流数据控制配置电路完成反熔丝单元的预充电、寻址、加压以及编程过程.通过控制晶体管的打开和关断及复用编程通道,可以实现不同类型反熔丝的编程,并简化配置电路的设计规模.测试结果表明,配置电路可靠地完成了反熔丝的编程功能.     

非晶硅反熔丝FPGA提升系统可靠性

现场可编程门阵列(FPGA)技术因其提供的设计灵活性,已为系统设计人员广泛采用。非晶硅反熔丝FPGA技术尤其有用,它可以提供一种高电路密度与低功耗,以及非易失性编程和高可靠性的组合。为了充分发挥其可靠性,FPGA厂商需要考虑反熔丝的崩溃(wear-out)机制,并通过一种设计、测试、     

一种FPGA验证与测试方法介绍

文章重点介绍了一种FPGA验证与测试的方法。该测试方法的优点是不依赖于芯片设计与测试机台,低成本、开发周期短。基于PC、ATE与自制转换软件,对FPGA验证与测试开发技术进行研究。PC主要完成bin文件的生成,自制转换软件主要将bin文件转换为机器可识别的atp文件。ATE导入配置文件、完成信号输入与输出验证。基于该理论对Xilinx公司的XCV1000进行了实验,实验表明该方法可行并能快速实现测试开发与芯片验证,且具有很好的通用性,可用于其他FPGA芯片的测试、研究与验证,还可以应用于不同的ATE机台。     

一种提高反熔丝 FPGA 容错能力的新方法

针对反熔丝FPGA中反熔丝单元的开路故障,提出了一种提高反熔丝 FPGA容错能力的新方法．该方法通过对VPR布线算法的改进,在FPGA布线时预留更多的对称布线资源以便在故障发生时用于容错处理．实验结果表明,当FPGA布线资源固定时,该方法在布线阶段有效增加了对称线段的预留量,预留量平均可增加30．4％,最高可达100％;当预留量达到100％时,FPGA的单个反熔丝故障都可以通过容错消除该故障．     

基于FPGA的超声相控阵发射电路研究

针对基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的高精度相控阵控制电路,采用锁相环技术的延时控制电路设计方法,在Modelsim软件中设计、仿真相控阵发射电路的聚焦和延时功能。在设计过程中,采用S扫描的扫描方式,由相控阵发射原理计算出相控阵发射电路的延时时间,通过相应的延时得到相控阵发射电路的聚焦。采用FPGA内部集成的锁相环,可以对输入时钟进行倍频或者分频,以此产生超声相控阵发射电路所需要的相关时钟信号。     

基于FPGA的PL3接口协议的一种设计与实现

介绍了在FPGA器件上实现Pos-phy level3接口协议的工作原理、设计思想和模块结构，并详细探讨了接收方向上单通道PL3接口的控制单元的实现，该实现方法有利于正确扩展多通道的实现．     

反熔丝型FPGA编程方法的研究

在传统的基于反熔丝可编程逻辑阵列结构的基础上,提出一种新颖的寻址编程方法.该方法通过增加额外的编程支路,减小反熔丝单元被编程后的电阻;编程前,对所有布线通道进行预充电,防止反熔丝单元被误编程.仿真和测试结果表明,与传统的编程方式相比,该方法提高了编程的可靠性.     

全新的汽车用FPGA产品

Actel公司宣布推出全新针对汽车市场的现场可编程门阵列(FPGA)产品 ,该系列产品的特性包括工作环境温度为 -40℃至125℃ ,与硅片接点温度高达150℃。Actel的汽车用FPGA具有Actel非挥发性反熔丝技术固有的低功率、高性能、低成本和保密性优势 ,这使得设计人员可利用可编程逻辑方案来达到传统的低密度专用集成电路(ASIC)产品的要求。新的汽车应用器件非常适合驾驶室内的控制以及多种远程信息处理应用的互连 ,如导航、语音识别、控制/水暖系统、旅客监视器和仪表板显示等。Actel的汽车用eX系列器件包括三种产品 :eX64A、eX128A和eX256…     

一种基于FPGA的同步采集传输系统设计

介绍一种多通道同步采集、长距离级联传输的低功耗、小型化采集传输系统。系统的采集传输部分主要以现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）为主控单元,结合外围控制电路将模拟信号采集打包后,经多点低电压差分信号（Multipoint low Voltage Differential Signaling,MLVDS）总线传输至桥接板转换为百兆以太网后上传至上位机进行数据分析与处理。采用此采集传输系统方案设计,能有效地完成多路通道的同步采集传输,实现接收阵小型化设计。     

一种通用的FPGA位元电路

针对目前不同类型FPGA要求的位元电路不一致现象,提出了一种通用的FPGA位元电路,该位元电路不仅适用于任意结构的反熔丝/熔丝FPGA,还可以单独的存储1和0,对反熔丝/熔丝熔通后的电阻特性也没有具体要求。     

一种基于FPGA的等效焦平面电路的设计

为实现对某型号卫星红外遥感器内部信号处理电路的测试,提出一种基于FPGA的等效焦平面电路的设计,系统以FPGA为控制核心,通过USB3.0接口接收上位机发送的模拟红外图像数据并对其进行存储,根据上位机指令以及探测驱动信号产生指定图像的8路探测器拟合信号给信号处理电路,同时将指定图像数据通过Cameralink接口上传并显示,对比源图像和处理后的图像。结果表明所设计的等效焦平面电路能够模拟红外探测器的输出信号,为信号处理电路提供可靠信号源,对保证红外遥感器的性能具有重要意义。     

基于FPGA的大容量星上电路交换模块设计

给出了一种基于现场可编程门阵列 (FPGA)的 32× 32星上电路交换模块的设计方案及其在ALTERA公司Stratix系列芯片EP1S2 5F6 72C7上的实现。主要介绍TST数字电路交换模块的组成结构、工作原理及其在FPGA中的硬件实现方法 ,以及系统中不同功能的交换信令及其各自的处理方式等     

一种基于FPGA的可编程数字本振生成方法

近年来，随着相关技术的不断发展，基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的直接数字频率合成技术（Direct Digital Synthesizer,DDS）已成为目前主流的信号合成技术，广泛应用于雷达、通信、国防等领域。然而，受限于FPGA的系统时钟，合成信号的频率范围有限。为了使合成信号获得更大的频率范围和更高的采样频率，提出一种可编程数字本振生成方法，并将该方法应用于频谱分析仪的数字本振频率合成上。实践证明，该方法能够准确产生需要的可变本振信号，且频率范围不受系统时钟频率限制。     

用于反熔丝配置芯片的编程和读出电路设计

基于0.18μm 1P6M金属-金属（MTM）反熔丝工艺设计了一种用于FPGA配置芯片的编程和读出电路,提供按位和按字节两种编程方法,提高了编程的灵活性。编程高压电路的从电荷泵采用分布式的布局,提高了编程电压的精度。在读出电路上,读上拉电流和读脉冲宽度可以编程,提高了读出电路的可靠性。数据输出寄存器采用三模冗余的结构,提高了配置芯片的抗辐射性能。     

基于反熔丝FPGA的LDPC编码器设计

为提高在复杂空间环境下卫星数据下行传输的可靠性,研究了LDPC编码器在反熔丝FPGA的设计实现方法。比较了反熔丝FPGA相对于其它载体的优缺点,介绍了CCSDS推荐7/8码率LDPC码的编码算法,给出了编码器工作原理、实现框图和核心编码电路,仿真和测试结果证明了编码器设计的有效性。