使用PLD應(yīng)對產(chǎn)品上市時(shí)間和設(shè)計(jì)靈活性的限制
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變化迅速的市場需求驅(qū)使越來越多的系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在他們的嵌入式解決方案中使用PLD來緩解產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力以及設(shè)計(jì)靈活性需求。該市場傳統(tǒng)上由ASSP和ASIC所主宰。而PLD過去一直被認(rèn)為是高成本、高功耗的方案。但是，隨著摩爾定律的繼續(xù)生效使PLD的單位成本不斷下降，在諸如通信、計(jì)算、外設(shè)、工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)和汽車等大批量應(yīng)用中，PLD的靈活性、可編程性和加快上市的固有優(yōu)點(diǎn)成為可行的ASIC和ASSP替代方案。而且硅工藝和設(shè)計(jì)優(yōu)化使PLD可用于廣泛的低功耗應(yīng)用。
上市時(shí)間與設(shè)計(jì)靈活性
隨著市場需求迅速變化，產(chǎn)品快速上市顯得比過去更加關(guān)鍵。最可行的解決方案是縮短開發(fā)周期以緩解上市時(shí)間的壓力?？删幊踢壿嬁墒乖O(shè)計(jì)者達(dá)此目的。圖1以基于兩者的產(chǎn)品開發(fā)周期的比較，說明PLD產(chǎn)品如何有助于新產(chǎn)品的引入。
圖1:產(chǎn)品開發(fā)周期
另外，由于產(chǎn)品生命周期的縮短，ASSP的固定功能特性無法滿足產(chǎn)品變化的需求。越來越多的設(shè)計(jì)者在他們的產(chǎn)品中使用可編程邏輯，通過修改PLD設(shè)計(jì)和重構(gòu)器件執(zhí)行新的操作以開發(fā)新功能和標(biāo)準(zhǔn)品。使用可編程邏輯，設(shè)計(jì)者可以在引入產(chǎn)品時(shí)提供幾個(gè)不同的版本，以及能在現(xiàn)場對產(chǎn)品進(jìn)行任意的更新，而無需額外的工程計(jì)劃并能降低成本。
生產(chǎn)成本
一般會使用PLD來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原型，然后用ASIC進(jìn)行量產(chǎn)。然而ASIC開發(fā)過程需要很長的開發(fā)周期和非常高的一次性工程費(fèi)用（NRE）。因此，問題就變成到底是用ASIC的投資回報(bào)好還是用PLD的投資回報(bào)好。（90nm或更先進(jìn)）工藝的進(jìn)步使得PLD制造商縮小了與ASIC之間的大批量價(jià)格差距。10萬片及以上的128個(gè)宏單元或更小的超低密度PLD的批量單價(jià)大約為1.5美元。
使用CPLD和FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)需要考慮靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗。在大多數(shù)
低密度、低功耗CPLD
對于較小的設(shè)計(jì)，例如總線接口、橋接和手持設(shè)備（見圖2），使用低功耗、基于閃存的CPLD能提供更低成本的低到超低密度的解決方案。
對于功耗敏感型應(yīng)用，Lattice半導(dǎo)體公司的ispMACH4000Z（Z表示零功耗）CPLD能提供相當(dāng)好的低功耗解決方案。
圖2:用Lattice ispMACH4000Z進(jìn)行PMP設(shè)計(jì)
由于可從多個(gè)供應(yīng)商那里選擇眾多的器件，因此完全理解設(shè)計(jì)需求變得尤為重要。下列準(zhǔn)則有助設(shè)計(jì)者選擇合適的CPLD：
1. 靜態(tài)和動態(tài)功耗的預(yù)算是多少？
2. 為了向橋接和接口應(yīng)用提供總線寬度，所需I/O和邏輯的比值是多少？
3. 該應(yīng)用的最佳密度和封裝是什么？
4. 輸出所需的電壓容差是多少？
5. 所需的時(shí)序裕度是多少？
6. 所選的器件是否現(xiàn)場可編程的，以及開發(fā)工具是否容易使用？
7. 有哪些安全性的要求？
不同CPLD供應(yīng)商有不同的規(guī)范和要求，因此選擇合適的器件取決于哪些參數(shù)對設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的。表1為該器件為匹配設(shè)計(jì)要求而提供的一組規(guī)范。
表1 該器件為匹配設(shè)計(jì)要求而提供的一組規(guī)范
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