可编程逻辑器件原理、开发与应用 第5章 Lattice新型可编程逻辑器件.ppt

　　(2) 业界最低的功耗：1.8 V内核降低了动态功耗；静态电流极低达20～40 μA(4000Z系列)、1～3.5 mA(4000C系列)、9～11 mA(4000B系列和4000V系列)；4000Z系列的待机电流仅为13～32 μA，功耗仅为25～62 μW。 　　(3) 易于设计：极佳的首次适配和再适配能力；四个全局时钟；每个逻辑块多达36个输入；每个输出多达80个乘积项(PT)；ORP用于引脚锁定；支持密度迁移；灵活的控制、锁定和输出使能(OE)；快速、速度锁定(Speed Locking)和宽PT路径。 　　(4) 易于系统集成：1.8 V、2.5 V和3.3 V的工作电源；用于LVCMOS 3.3接口的5 V兼容I/O；IEEE 1532在系统可编程(ISP)；IEEE 1149.1边界扫描测试；漏极开路提供灵活的总线接口能力；可编程的上拉或者总线保持输入；支持热插拔；3.3 V PCI兼容；可编程的输出摆率；支持车用温度范围：-40～130℃ (Tj)。 　　此外，工作电压为5 V的ispMACH 4A5系列CPLD，其宏单元密度为32～256，I/O数为32～128。该系列可提供5 ns (tPD)的速度锁定(Speed Locking)功能、高达182 MHz的工作频率以及灵活的I/O解决方案，是大多数系统逻辑应用的较好选择。 5.3 FPGA器件系列简介 　　Lattice的FPGA解决方案为FPGA设计提供了独特的特性、高性能以及卓越的价值。该类器件既包括Lattice EC系列和Lattice ECP-DSP系列等低成本FPGA，又包括Lattice XP系列、ispXPGA系列以及MachXO系列等非易失FPGA。关于MachXO系列的器件及特性，请参阅3.2.1节。关于Lattice EC系列、Lattice ECP-DSP系列、Lattice XP、ispXPGA的器件及其主要特性，请参见表5.2、表5.3和表5.4。以下分别加以简要介绍。 表5.2 EC/ECP系列器件及其主要特性 表5.3 XP系列器件及其主要特性 表5.4 ispXPGA系列器件及其主要特性 　　1. 经过优化的FPGA解决方案——Lattice EC、ECP系列 　　为使性能价格比达到最佳，Lattice推出了新一代经过优化的低成本FPGA。Lattice ECP 系列FPGA 将高效的FPGA结构和高速的专用功能集于一身。其中，Lattice ECP-DSP子系列在片上集成了专用的高性能DSP块，最适合用在软件无线电、无线通信、军事和视频处理设备等需要低成本DSP功能的应用系统中；Lattice EC子系列具备Lattice ECP器件的所有通用功能，但不含专用的功能模块，可进一步降低系统成本，故适用于网络、消费电子、工业、医疗和汽车设备等领域中无需DSP的低成本应用。其特点主要包括： 　　(1) 所基于的高硅片利用率FPGA架构，对I/O能力、分布式存储器、嵌入式存储器、逻辑和布线等均做过优化(参见图5.12)，可以较低价格提供最佳的性能；加之节省成本的130 nm工艺和TQFP、PQFP封装，使之非常适用于大批量、低成本的应用系统。 　　(2) 内含sysDSP块，具有高性能的乘法、加法、减法和累加功能，其支持数据宽度高达36×36。 图5.12 EC/ECP系列FPGA结构平面图 　　(3) 具有灵活的sysIO缓冲器和sysCLOCK电路，包含多达四个模拟PLL，支持LVCMOS、LVTTL、PCI、LVDS、SSTL和HSTL。 　　(4) 具有专用的sysDDR电路，简化了DDR存储器接口的实现，工作速率高达333 Mb/s。 　　(5) 具有多种低成本的配置选项，支持工业标准SPI接口配置和并行、串行和JTAG等其他常规协议，可利用第三方的低成本标准SPI存储器使存储成本降低3/4。 　　(6) 具有强有力的ispLeverCORE IP(知识产权)核支持，可以显著缩短设计周期。 　　关于上述sysDSP块、sysIO缓冲器和sysCLOCK、sysDDR电路、ispLeverCORE IP核等较详细的介绍，请参见5.5节。 　　2. 瞬时上电的FPGA解决方案——Lattice XP 　　Lattice XP器件将非易失的FLASH单元和SRAM技术相结合，提供了支持瞬间启动和无限可重复配置的单芯片解决方案。存储于该类器件中Flash存储器内的配置数据可在上电的1 ms内被写入配置SRAM中，实现FPGA的瞬时上电。由于采用了非易失的配置存储器并且取消了外部的配置位流，可为FPGA设计提供安全保障，因此，该系列器件非常适用于需要瞬时上电、减少元件数目、高安全性或实时编程