FPGA掉電易失難題如何破?看芯片來破解
發布時間:2015-05-07 責任編輯:sherry
【導讀】為了解決FPGA的這一缺陷,製造商們一直都在苦苦找尋合適的方案,令人高興的是,伴隨工藝的不斷改進,兼具CPLD與FPGA優點的芯片最終還是如期而至,被譽為“下一代非易失FPGA”的芯片是如何解決FPGA掉電易失難題的?
CPLD與FPGA雖然都歸屬於可編程ASIC器件,但因為結構上的差異,CPLD使用起來要比FPGA方便很多。CPLD編程采用的是E2PROM或FASTFLASH技術,無需外部存儲芯片,而FPGA則以高集成、靈活性著稱,局限是編程信息需存放在外部存儲器上,容易出現掉電數據丟失等缺陷。
為了解決FPGA的這一缺陷,製造商們一直都在苦苦找尋合適的方案,令人高興的是,伴隨工藝的不斷改進,兼具CPLD與FPGA優點的芯片最終還是如期而至——恰逢Altera公司進入中國市場三十周年之際,也是該係列芯片的第十代產品,這款被譽為“下一代非易失FPGA”的芯片被Altera命名為“MAX10 FPGA”。
MAX10與傳統的FPGA芯片相比有何不同之處?Altera給出的答案為這是業界第一款多功能、低成本、單芯片FPGA,其最大的特點是內部集成了兩個嵌入式閃存單元,無需添加外部RAM和存儲器件,當係統發生故障時,數據會自動保存在其中一個鏡像單元中,避免出現係統失效等風險。此外,由於MAX10采用的是台積電55nm嵌入式NOR閃存技術,支持瞬時接通功能,上電接通時間隻需短短的3ms,這一性能相比以往的FPGA器件顯然要優秀許多。
另一點值得注意的是,MAX10將過去常用在FPGA係統的32位核心處理器換成了Altera的軟核處理器Nios II,加上精度高達12bit的SAR ADC和溫度傳感器等外圍器件,可以為電路板設計減小接近50%的麵積,同時也能大幅度降低BOM成本。

應用方麵,與傳統FPGA芯片類同,Altera將MAX10定位在工業、汽車、通信、計(ji)算(suan)和(he)存(cun)儲(chu)等(deng)領(ling)域(yu),隻(zhi)是(shi)由(you)於(yu)全(quan)新(xin)的(de)雙(shuang)配(pei)置(zhi)閃(shan)存(cun)和(he)嵌(qian)入(ru)式(shi)處(chu)理(li)軟(ruan)核(he),可(ke)以(yi)在(zai)單(dan)芯(xin)片(pian)上(shang)實(shi)現(xian)大(da)多(duo)數(shu)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)失(shi)效(xiao)安(an)全(quan)遠(yuan)程(cheng)更(geng)新(xin)和(he)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)處(chu)理(li)的(de)功(gong)能(neng),借(jie)助(zhu)MAX10內置的DSP模塊,用戶也能夠編寫精準的算法以應對高性能、高精度的應用場景。
事實上,Max10早於去年9月份就發布了第一款新品,計劃是今年實現量產。此次Altera發布的不僅僅是與其配套的通用開發套件,更有Altera合作的分銷商駿龍科技帶來的兩款基於MAX10的特色方案,分別針對當下十分火熱的物聯網以及電機驅動應用。其中,Mpression Odyssey(奧德賽)是一個為物聯網應用量身定製的開發和評估套件,用戶可以在iOS和Andriod手機上安裝專用的應用程序,直接通過藍牙接口讀寫數據、分析數據和遠程控製。

據駿龍科技方麵介紹,“奧德賽(Odyssey)”開發套件主要由兩塊主板構成:一塊MAX 10 FPGA板卡和一塊藍牙及傳感器板卡。MAX 10 FPGA板卡以Altera的MAX10為核心,帶有30個插針的擴展接口、紐扣電池接口、JTAG調試接口、各種開關/按鈕和8個LED。藍牙及傳感器板集成了一個藍牙4.0模塊、一個32位處理器、溫度/濕度傳感器、紫外線/光敏/距離傳感器和加速度傳感器,用戶可以在手機應用程序中進行個性化的設置,從而快速體驗MAX 10和傳感器的各種特性。

Odyssey 係統框圖
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使用Odyssey套件的設計流程
另一款基於MAX 10的電機驅動方案,使用FPGA替代傳統的CPU/DSP架構實現算法,意味著所有的算法都將通過硬件實現,這樣由於處理能力限製而在CPU中無法實現的算法,現在都可以在MAX 10 FPGA中以輕鬆地實現。Altera的MAX 10支持EtherCAT、Powerlink、Mechatrolink等工業以太網接口以及Endat 2.2, BISSdengbianmaqijiekou,yonghukeyigaifanganzhongshixianlinghuokedingzhidejiekou。gaifanganhaitigongkedingzhidetiaoshijiemian,kehukeyigenjuzijidexuqiu,dingzhizijidetiaoshijiemian,shishiguanceneibuxinhao。

完善的MAX10電機設計平台

可定製的實時控製調試界麵
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