Có bất kỳ đồ họa tương tự không?

Theo tôi hiểu, FPGA là các mạch "kỹ thuật số" linh hoạt, cho phép bạn thiết kế và xây dựng và xây dựng lại một mạch kỹ thuật số.

Nghe có vẻ ngây thơ hoặc ngớ ngẩn nhưng tôi đã tự hỏi liệu có các công nghệ "linh hoạt" nào khác cũng cung cấp các thành phần tương tự cho nhà thiết kế, như bộ khuếch đại, hoặc A / D hoặc D / A hoặc bộ thu phát hoặc các thành phần đơn giản hơn không?

Tôi đã sử dụng một dòng sản phẩm được gọi là Mạch tương tự có thể lập trình điện tử (EPAC), có lẽ cách đây hơn mười năm, được cho là tương đương với một loại đồ họa và Cypress trong nhiều năm đã sản xuất một dòng có tên là PSoC (Lập trình được System On Chip) kết hợp một mảng có thể chuyển đổi của cả mạch tương tự và kỹ thuật số. Lưu ý rằng trong cả hai trường hợp, các thiết bị có số lượng khối chức năng vừa phải (3 đến 24 hoặc hơn trong trường hợp PSoC) với các tùy chọn định tuyến có phần hạn chế, thay vì cung cấp hàng trăm hoặc hàng nghìn khối với đủ kết nối để cho phép định tuyến tùy ý .

Một lý do mà FPGA tương tự không cung cấp ở bất kỳ đâu gần tính linh hoạt trong thiết kế của các thiết bị kỹ thuật số là vì ngay cả khi một tín hiệu truyền tín hiệu kỹ thuật số qua hàng chục hoặc hàng trăm mức mạch định tuyến và logic, mỗi mức có tỷ lệ nhiễu tín hiệu 10dB (SNR), nghĩa là có tín hiệu nhiễu bằng 1/3, tín hiệu thu được có thể sạch. Ngược lại, nhận được tín hiệu sạch từ một thiết bị tương tự đòi hỏi mọi giai đoạn tín hiệu đi qua phải sạch. Việc định tuyến càng phức tạp, càng khó tránh việc thu tín hiệu đi lạc.

Trong các ứng dụng không đòi hỏi quá cao, việc có một lượng nhỏ mạch tương tự kết hợp thành chip có thể hữu ích. Ví dụ: tôi đã thiết kế một hộp nhạc sử dụng PSoC để lái loa Piezo trực tiếp; PSoC bao gồm một bộ giải mã, bộ lọc thông thấp thứ tư và bộ khuếch đại đầu ra. Sẽ không khó để sử dụng một con chip riêng để thực hiện quá trình lọc và khuếch đại, nhưng sử dụng PSoC đã tránh được việc cần thêm một con chip.

Đây là phát súng đầu tiên từ Google; dường như là một công nghệ rất mới và chỉ có một vài nhà sản xuất sản xuất chúng.

Tôi không biết phần tương tự có linh hoạt như khối FPGA không, nhưng chắc chắn nó sẽ kết hợp các tính năng.

CẬP NHẬT: Trong Actel chỉ có một ADC tích hợp (ASIC) và một số lượng đầu vào tương tự cố định, tùy thuộc vào kiểu máy.

Nhiều năm trước, Lattice đã có một loạt được gọi là ispPAC với các cấu hình khác nhau của các khối tương tự có thể lập trình trong hệ thống. Độ phức tạp ở cấp độ CPLD nhiều hơn mức độ FPGA. Đây là tất cả bây giờ lỗi thời.

Tôi nghi ngờ đơn giản là có quá nhiều biến thể trong các yêu cầu trên các ứng dụng tương tự khác nhau để cho phép một chip "làm tất cả". Ví dụ, trong một thiết kế, bạn có thể cần bộ đệm đầu vào ADC với độ chính xác 16 bit; trong trường hợp khác, bạn có thể chỉ cần độ chính xác 8 bit và muốn giữ chi phí càng thấp càng tốt. Không có cách nào một khối lập trình đa năng có thể đồng thời phù hợp với cả hai ứng dụng đó.

Triad S bán dẫn, www.TriadSemi.com , thực hiện thông qua các mảng tín hiệu tương tự và hỗn hợp có thể định cấu hình (được gọi là VCAs). Các VCA này có thể cấu hình một mặt nạ và không thể lập trình trường. Điều này không có nghĩa là có phí mặt nạ và thời gian xử lý liên quan đến VCA.

Chi phí chế tạo VCA thấp hơn đáng kể so với ASIC tín hiệu hỗn hợp hoàn toàn tùy chỉnh truyền thống. Chế tạo, gói và thử nghiệm của VCA có thể chỉ trong bốn tuần so với 4 - 6 tháng đối với ASIC truyền thống.

Trường lập trình tương tự bị các vấn đề hiệu suất và tiếng ồn nghiêm trọng vì cấu trúc định tuyến chứa một số lượng lớn các bóng bán dẫn.

Thông qua cấu hình tương tự sử dụng vias làm tài nguyên kết nối. Các vias này là một phần tiêu chuẩn của một thiết kế tùy chỉnh đầy đủ nhưng trong một mảng tương tự có thể định cấu hình thông qua chỉ các vias thay đổi để định cấu hình một thiết kế trên một VCA nhất định.

Vias có hiệu suất rất cao, sức đề kháng thấp và tiếng ồn thấp. Thông qua các mảng được cấu hình có hiệu suất IC tín hiệu hỗn hợp tùy chỉnh đầy đủ với chi phí phát triển và thời gian chế tạo thấp hơn nhiều.

Tôi đã đăng một bài viết về Tại sao Tương tự lập trình trường là một quá ít lập trình trên PlanetAnalog.com.

Vi điều khiển của bạn có thể có một số thành phần tương tự. Ví dụ: STM32F303x (A | C) có 4 opamp (§3.15) và 7 bộ so sánh (§3.16).

Có một số lượng tùy chỉnh rất hạn chế - ví dụ: đầu ra của opamp có thể được kết nối với ADC của vi điều khiển, nhưng chúng không thể được kết nối với chân đầu ra hoặc với đầu vào của bộ so sánh bên trong. Tuy nhiên, đầu ra của bộ so sánh có thể được kết nối với chân đầu ra . Ma trận kết nối đầy đủ có thể được tìm thấy trong §3.8.

Tôi cũng chắc chắn rằng các bộ vi điều khiển của các nhà cung cấp khác có một bộ thiết bị ngoại vi có thể định cấu hình tương tự - nhưng tôi đã làm việc với dòng STM32 gần đây, vì vậy tôi quen thuộc với thiết kế của họ.

Bạn có thể kiểm tra microsemi SmartFusion tại;

http://www.microsemi.com/products/fpga-soc/soc-fpga/smartfusion

Những cái này có FPGA, uP và lập trình tương tự tất cả trên một chip. Tôi đã sử dụng chúng trong một dự án trường học và sử dụng tất cả những phần đó một cách thành công.

Anadigm tạo ra một mảng tương tự lập trình FPAA hoặc trường. http://www.anadigm.com/fpaa.asp Phần mềm thiết kế của họ khiến việc thiết lập bộ lọc hoặc nhiều chức năng tương tự khác trở nên tầm thường. Servenger làm cho một ban phát triển <400USD chi phí thấp hỗ trợ phần mềm thiết kế Anadigm. PAM 5002R http://www.servenger.com/