ActelFPGA讲稿costfree课件.ppt

1、版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAActel Flash FPGAzlgmcu北京立功致远科技有限公司北京立功致远科技有限公司 耿天祥耿天祥版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识目录目录目目录录FPGA相关知识相关知识 FPGA与相关技术与相关技术基于基于FPGA的设计的设计FPGA的应用领域的应用领域FPGA厂商介绍厂商介绍Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FP

2、GA的基础知识的基础知识FPGA发展历史发展历史194519501955196019651970197519801985199020192000晶体管晶体管通用集成电路通用集成电路SRAM&DRAM微处理器微处理器SPLDCPLDASICFPGA FPGA即现场可编程门阵列，是一种可以编程的数字集即现场可编程门阵列，是一种可以编程的数字集成电路成电路IC，它起源于，它起源于20世纪世纪80年代。年代。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA发展历史发展历史 随着随着EDA技术的发展，电子技术已从原来简单的晶体

3、管技术的发展，电子技术已从原来简单的晶体管技术发展到现在拥有上百万门的技术发展到现在拥有上百万门的FPGA技术。技术。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 第一个可编程的第一个可编程的IC是在是在20世纪世纪70年代以年代以PROM的形式出的形式出现的，通常被称为可编程逻辑器件现的，通常被称为可编程逻辑器件PLD。FPGA也是也是PLD的一的一种，它通过互连线将内部的各个模块进行连接，完成所需要的种，它通过互连线将内部的各个模块进行连接，完成所需要的功能。功能。版板所有版板所有 广州周

4、立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 反熔丝在施加电压之前是断开的，当施加电压后形成导反熔丝在施加电压之前是断开的，当施加电压后形成导体。反熔丝器件的缺点是：不可重复编程，而且需要特定的体。反熔丝器件的缺点是：不可重复编程，而且需要特定的编程器来对其编程；其芯片使用特定的封装，还需要与其配编程器来对其编程；其芯片使用特定的封装，还需要与其配套的插座才能编程并且编程需要很高的电压。套的插座才能编程并且编程需要很高的电压。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007F

5、PGA的基础知识的基础知识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 E2PROM即电可擦除可编程即电可擦除可编程ROM，该晶体管类似于，该晶体管类似于MOS管的结构，与之不同的是它增加了一个称为浮栅的多晶硅，并管的结构，与之不同的是它增加了一个称为浮栅的多晶硅，并在浮栅上增加了一个隧道二极管，用于电擦除存储单元。在浮栅上增加了一个隧道二极管，用于电擦除存储单元。二氧化硅二氧化硅硅衬底硅衬底版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 现在的现在的FPGA大多采用大多采用SRAM技术，由技术，由46个个 M

6、OS管组管组成一个成一个SRAM结构的开关，它主要缺点是掉电的时候数据会结构的开关，它主要缺点是掉电的时候数据会丢失，外部需要一个价格昂贵的配置芯片，配置一般需要几丢失，外部需要一个价格昂贵的配置芯片，配置一般需要几百毫秒的时间。百毫秒的时间。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 Flash技术是技术是E2PROM技术的一种特殊形式，也是由浮栅技术的一种特殊形式，也是由浮栅型场效应管构成的。它与型场效应管构成的。它与SRAM相比主要优点是：掉电后数相比主要优点是：掉电后数据不会丢失，不

7、需要昂贵的配置芯片，并且单个开关晶体管据不会丢失，不需要昂贵的配置芯片，并且单个开关晶体管数目比数目比SRAM少少4个，这大大减少了布线的面积，降低了功耗。个，这大大减少了布线的面积，降低了功耗。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 可编程逻辑器件按规模划分为低密度可编程逻辑器件和可编程逻辑器件按规模划分为低密度可编程逻辑器件和高密度可编程逻辑器件。高密度可编程逻辑器件。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知

8、识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 它的主要组成部分有：输入它的主要组成部分有：输入/输出控制单元、宏单元输出控制单元、宏单元和互连矩阵。宏单元的基本结构与简单的和互连矩阵。宏单元的基本结构与简单的PLD相同，用相同，用来实现基本的逻辑功能。来实现基本的逻辑功能。CPLDp 集成度低，内部最大只有集成度低，内部最大只有512个宏单元；个宏单元；p 触发器资源较少，难以实现触发器资源较少，难以实现复杂的时序逻辑设计；复杂的时序逻辑设计；p 功耗很大，成本高。功耗很大，成本高。缺点：缺点：版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础

9、知识可编程逻辑器件可编程逻辑器件 是可编程逻辑阵列，内部资源从几万门到几百万门。是可编程逻辑阵列，内部资源从几万门到几百万门。无论是组合逻辑资源还是时序逻辑资源都相当的丰富，无论是组合逻辑资源还是时序逻辑资源都相当的丰富，所以利用所以利用FPGA我们可以设计更为复杂的系统。我们可以设计更为复杂的系统。FPGA特点：特点：p 集成度高，内部资源庞大；集成度高，内部资源庞大；p 设计周期短，灵活性强；设计周期短，灵活性强；p 速度快，功耗低。速度快，功耗低。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA结构结构 FPG

10、A器件的结构非常类似于门阵器件的结构非常类似于门阵ASIC（专用集成电（专用集成电路），但是路），但是FPGA芯片没有任何定制的掩膜层，它属于半定制芯片没有任何定制的掩膜层，它属于半定制电路。电路。可编程逻辑块可编程逻辑块CLB基本的可编程逻辑基本的可编程逻辑块有两种，分别为块有两种，分别为基于多路选择器的，基于多路选择器的，另一种是基于查找另一种是基于查找表 的。不 过 对 于表 的。不 过 对 于Actel的的Flash FPGA来说，它的最小编来说，它的最小编程单元成为程单元成为Tile。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的

11、基础知识的基础知识FPGA结构结构可编程可编程I/O块块可编程的输入可编程的输入/输出输出模块模块IOB为芯片外为芯片外部封装管脚和内部部封装管脚和内部逻辑提供连接接口。逻辑提供连接接口。每个每个IOB可控制一可控制一个封装管脚，可配个封装管脚，可配置成输入、输出和置成输入、输出和双向口。双向口。FPGA器件的结构非常类似于门阵器件的结构非常类似于门阵ASIC（专用集成电（专用集成电路），但是路），但是FPGA芯片没有任何定制的掩膜层，它属于半定制芯片没有任何定制的掩膜层，它属于半定制电路。电路。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA

12、的基础知识的基础知识FPGA结构结构 FPGA器件的结构非常类似于门阵器件的结构非常类似于门阵ASIC（专用集成电（专用集成电路），但是路），但是FPGA芯片没有任何定制的掩膜层，它属于半定制芯片没有任何定制的掩膜层，它属于半定制电路。电路。可编程互联资源可编程互联资源通过可编程互联资通过可编程互联资源 可 以 将源 可 以 将 C L B 与与CLB，CLB和和I/O相相互连接起来，通常互连接起来，通常有三类连线资源，有三类连线资源，即局部连线、长线即局部连线、长线资源和全局网络。资源和全局网络。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPG

13、A的基础知识的基础知识FPGA结构结构 随着随着FPGA技术的发展，各个厂商所提供的资源也越来越技术的发展，各个厂商所提供的资源也越来越丰富，比如说信号处理器丰富，比如说信号处理器DSP、锁相环、锁相环PLL等。除了以上介绍等。除了以上介绍的的FPGA基本结构之外，基本结构之外，FPGA中还提供了各种可用的嵌入式中还提供了各种可用的嵌入式资源。资源。嵌嵌入入式式RAM嵌嵌入入式式乘乘法法器器等等嵌嵌入入式式处处理理器器核核版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识目录目录目目录录FPGA相关知识相关知识 FPGA与相关

14、技术与相关技术基于基于FPGA的设计的设计FPGA的应用领域的应用领域FPGA厂商介绍厂商介绍Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识SRAM与与Flash FPGA 现在现在FPGA技术发展相对迅速，工艺水平不断地进步，目技术发展相对迅速，工艺水平不断地进步，目前前FPGA主要有两种制造工艺，分别为主要有两种制造工艺，分别为SRAM型和型和Flash型。型。性能性能 SRAM FPGAFlash FPGA配置芯片需要不需要功耗高低速度快 比较快安全性差高抗辐射差好保密性中等好非易失性差好架构对比版板所有版

15、板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA与与CPLD CPLD和和FPGA都属于可编程的逻辑器件，有很多共同特点，都属于可编程的逻辑器件，有很多共同特点，但由于其结构上的差异，它们也有各自的特点。但由于其结构上的差异，它们也有各自的特点。适合完成一些算法和组合逻辑适合完成一些时序逻辑设计通过修改具有固定内连电路通过改变内部连线的布线来编程集成度较低，逻辑资源少。集成度高，复杂的布线和逻辑。使用粗颗粒结构，其功耗大使用细颗粒结构，功耗低。CPLD FPGA版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展

16、有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA与与ASIC 在在FPGA的发展史上，专用集成电路（的发展史上，专用集成电路（ASIC）的实现方）的实现方法对法对FPGA/CPLD的发展有着重要的影响。的发展有着重要的影响。数字IC全定制IC半定制IC门阵IC标准单元IC结构化ICASIC版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA与与ASIC 在在FPGA的发展史上，专用集成电路（的发展史上，专用集成电路（ASIC）的实现方）的实现方法对法对FPGA/CPLD的发展有着重要的影响。的发展有着重要的影

17、响。全定制性能，设计周期长设计周期短，更快地面市时间设计成本高，适合于大批量生产无临时花费(NRE)速度快，资源利用率高速度较快，资源利用率有限不可重复编程，实现专用功能可重复编程，可实现SOC版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识目录目录目目录录FPGA相关知识相关知识 FPGA与相关技术与相关技术基于基于FPGA的设计的设计FPGA的应用领域的应用领域FPGA厂商介绍厂商介绍Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识基于基于F

18、PGA的设计的设计系统规范模块设计设计输入功能仿真综合布局布线时序验证配置下载系统设计规范HDL描述、IP核HDL描述、IP核时序/面积/功耗约束布局布线约束I/O引脚分配静态时序分析反标注文件(.sdf)下载位流文件版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识基于基于FPGA的设计的设计l借助于借助于EDA工具实现高层次到底层次的变换；工具实现高层次到底层次的变换；l无论是功能设计还是具体实现都是自顶向上的；无论是功能设计还是具体实现都是自顶向上的；l设计者可在更高层次上完成设计输入，缩短了设计周期；设计者可在更高层次

19、上完成设计输入，缩短了设计周期；l极大地提高了设计的效率和可靠性。极大地提高了设计的效率和可靠性。u自定向下（自定向下（Top_Down）设计方法）设计方法u自低向上（自低向上（Bottom_Up）设计方法）设计方法版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识基于基于FPGA的设计的设计l具体实现过程是自底向上的，但功能设计是自顶向下的；具体实现过程是自底向上的，但功能设计是自顶向下的；l这种设计方法效率较低，设计周期长；这种设计方法效率较低，设计周期长；l从最底层版图开始，经逻辑设计最终实现功能，适合于从最底层版图开始

20、，经逻辑设计最终实现功能，适合于小规模电路设计。小规模电路设计。u自定向下（自定向下（Top_Down）设计方法）设计方法u自低向上（自低向上（Bottom_Up）设计方法）设计方法版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007p以以HDL代码的形式提供；代码的形式提供；p不依赖于任何实现工艺不依赖于任何实现工艺或技术；或技术；p具有很大灵活性，可重具有很大灵活性，可重用性很好。用性很好。FPGA的基础知识的基础知识基于基于FPGA的设计的设计IP核软核硬核固核版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007

21、p以集成电路版图的形式以集成电路版图的形式提供；提供；p经过实际工艺流片验证；经过实际工艺流片验证；p依赖于某一特定实现工依赖于某一特定实现工艺，在形态和性能上具艺，在形态和性能上具有不可改变性有不可改变性FPGA的基础知识的基础知识基于基于FPGA的设计的设计IP核软核硬核固核版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007p处于软核和硬核之间，处于软核和硬核之间，以电路网表形式提供；以电路网表形式提供；p采用硬件仿真器进行验采用硬件仿真器进行验证；证；FPGA的基础知识的基础知识基于基于FPGA的设计的设计IP核软核硬核固核版板所有版板所有 广州周

22、立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识目录目录目目录录FPGA相关知识相关知识 FPGA与相关技术与相关技术基于基于FPGA的设计的设计FPGA的应用领域的应用领域FPGA厂商介绍厂商介绍Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA的应用领域的应用领域 在工艺不断进步的推动下，在工艺不断进步的推动下，FPGA产品在逻辑密度、性能和功能上产品在逻辑密度、性能和功能上有了极大的提高，同时器件成本的大幅下降，也使得电子设计工程师逐有了极大的提高，同时器件

23、成本的大幅下降，也使得电子设计工程师逐渐倾向于在越来越多的设计方案中采用可编程逻辑器件。在突破了低功渐倾向于在越来越多的设计方案中采用可编程逻辑器件。在突破了低功耗、低成本以及先进工艺的瓶颈后，耗、低成本以及先进工艺的瓶颈后，FPGA不断以其可编程和灵活性向不断以其可编程和灵活性向更多领域渗透。更多领域渗透。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA的应用领域的应用领域应用一：通信领域应用一：通信领域 u 无线通信业，软件无线电（无线通信业，软件无线电（SDR）、蜂窝基础设施、高速）、蜂窝基础设施、高速DSP技

24、术、第三代技术、第三代通信（通信（3G）技术等。）技术等。u 有线通信业，主要有以太网有线通信业，主要有以太网MAC、接入流处理、通用前端、架构接口等。、接入流处理、通用前端、架构接口等。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA的应用领域的应用领域应用二：医疗及消费电子领域应用二：医疗及消费电子领域 u 医疗：如电疗、血液分析仪、医疗检测设备、诊断成像、心率处理等。医疗：如电疗、血液分析仪、医疗检测设备、诊断成像、心率处理等。u 消费电子业：显示器消费电子业：显示器/投影仪、数字电视和机顶盒、家庭网络、投影仪

25、、数字电视和机顶盒、家庭网络、DVD播放播放/刻刻录机、录机、PDA等便携式娱乐设备等。等便携式娱乐设备等。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA的应用领域的应用领域应用三：汽车电子领域应用三：汽车电子领域 u 现在汽车电子业正在以惊人的速度发展着，它的电子市场潜力很大，现在汽车电子业正在以惊人的速度发展着，它的电子市场潜力很大，FPGA在该领域的应用数量也不断的增长。在该领域的应用数量也不断的增长。u 汽车电子应用有车载数据采集、汽车电子应用有车载数据采集、ECU硬件在环仿真、车载硬件在环仿真、车载PC、

26、图形处理、图形处理、车载音频处理等。车载音频处理等。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识FPGA的应用领域的应用领域应用四：工业及数据处理领域应用四：工业及数据处理领域 u 工业：工业自动控制、工业以太网等。工业：工业自动控制、工业以太网等。u 数据处理：数据存储、高性能计算、服务器、数据处理：数据存储、高性能计算、服务器、PCI、PCI Express、PS/2、USB等接口控制器、电平转换等。等接口控制器、电平转换等。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007F

27、PGA的基础知识的基础知识FPGA的应用领域的应用领域应用五：军事与航空航天领域应用五：军事与航空航天领域 u 军事：雷达和声纳、电子站、安全通信等军事：雷达和声纳、电子站、安全通信等u 航空航天：导航、高速数据处理、无线控制等航空航天：导航、高速数据处理、无线控制等版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007FPGA的基础知识的基础知识目录目录目目录录FPGA相关知识相关知识 FPGA与相关技术与相关技术基于基于FPGA的设计的设计FPGA的应用领域的应用领域FPGA厂商介绍厂商介绍Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立

28、功单片机发展有限公司20072007Actel 单芯片的单芯片的FPGA领导性厂家领导性厂家 业界唯一一家提供业界唯一一家提供 Flash 架构的架构的FPGA厂家厂家 美国军方的合作伙伴，占据了美国军方的合作伙伴，占据了90%以上的航天航空的以上的航天航空的FPGA市场份额市场份额 安全性、可靠性、低功耗的安全性、可靠性、低功耗的FPGA设计领域的专家设计领域的专家FPGA的基础知识的基础知识FPGA厂商简介厂商简介Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007 过去十年来，过去十年来，Actel 的的FPGA已经用于超过已经用于超过30

29、0个太空计划，其中个太空计划，其中包括包括GPS、Echostar、国际太空站、火星探路者、火星探测登陆车、国际太空站、火星探路者、火星探测登陆车1号和号和2号、火星快车，以及哈勃太空望远镜等，单在火星探测登陆车号、火星快车，以及哈勃太空望远镜等，单在火星探测登陆车的项目中，就使用了总共的项目中，就使用了总共56个个Actel FPGA。火星快车火星快车火星探路者火星探路者FPGA的基础知识的基础知识FPGA厂商简介厂商简介Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007国际太空国际太空站站哈勃太空望远镜哈勃太空望远镜FPGA的基础知识的基础

30、知识 过去十年来，过去十年来，Actel 的的FPGA已经用于超过已经用于超过300个太空计划，其中个太空计划，其中包括包括GPS、Echostar、国际太空站、火星探路者、火星探测登陆车、国际太空站、火星探路者、火星探测登陆车1号和号和2号、火星快车，以及哈勃太空望远镜等，单在火星探测登陆车号、火星快车，以及哈勃太空望远镜等，单在火星探测登陆车的项目中，就使用了总共的项目中，就使用了总共56个个Actel FPGA。FPGA厂商简介厂商简介Actel版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007超低功耗超低功耗 FPGA，具，具有有Flash*Fr

31、eeze模式，模式，静态功耗低至静态功耗低至5WActel第三代第三代Flash架构架构FPGA，更高安全性、，更高安全性、可靠性、低功耗可靠性、低功耗业界唯一具有模拟功能的业界唯一具有模拟功能的Flash架构架构FPGA源于源于IGLOO，适用于，适用于超低功耗、高性能超低功耗、高性能I/O的场合的场合源于源于ProASIC3，对功，对功耗进行了优化，适用耗进行了优化，适用高性能、低功耗场合高性能、低功耗场合Actel Flash FPGAActel FPGAs50种低于种低于1美金的美金的Nano器件器件版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司200720

32、07Actel Flash FPGAProASIC3系列系列1130nm,7金属层金属层Flash工艺工艺CMOS技术的技术的FPGA单电源编程单电源编程基于基于AES和和FlashLock的的ISP加密技术加密技术快速、单芯片、上电即行、固件错误免疫快速、单芯片、上电即行、固件错误免疫片内片内1Kbit的的FLASH ROM，最多，最多504KbitRAM系统门从系统门从3万门到万门到300万门万门最多最多616个个IO、6个个PLL、17种种IO电平标准等电平标准等业界最好的业界最好的ISP解决方案解决方案3唯一具有唯一具有ASIC特征的特征的FPGA2丰富的资源丰富的资源4版板所有版板所

33、有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAProASIC3系列系列版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAProASIC3L系列系列工作电压为工作电压为1.5V工作电压为工作电压为1.2V动态功耗静态功耗动态功耗节省的动态功耗静态功耗节省的静态功耗power-driven节省的功耗Flash*freeze模式节省的功耗版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAProAS

34、IC3L系列系列版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAFusion系列系列典型系统典型系统系统存储器DRAMcache存储器SRAM非易失存储器FLASHMPU MCUFPGA/ASIC模拟I/O电源管理时钟管理模拟AD Fusion是世界上首个混合的是世界上首个混合的FPGA，在，在ProASIC3的基础上的基础上加入加入ADC、FlashMemory、RTC、以及、以及RC振荡器振荡器等，使得等，使得SOC成为了可能成为了可能版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司2007

35、2007Actel Flash FPGAFusion系列系列版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAIGLOO系列系列 IGLOO专为手持设备精心设计，在专为手持设备精心设计，在ProASIC3的基础上加入的基础上加入了独特的了独特的Flash*Freeze技术以及技术以及1.2V的内核电压，使得静态功耗的内核电压，使得静态功耗最低可达最低可达5uW，并且提供超小封装，并且提供超小封装ucs81，真正满足当今便携式，真正满足当今便携式电子设备对功耗和占位面积的严苛需求电子设备对功耗和占位面积的严苛需求80%的时间

36、处于闲置模式，20%的时间工作在100MHZ的操作模式版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAIGLOO系列系列版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAIGLOO+系列系列 IGLOO+提供无与伦比的超低功耗和提供无与伦比的超低功耗和I/O特性，与屡获殊荣的特性，与屡获殊荣的IGLOO系列系列比较多出比较多出64%的的I/O，并支持独立的，并支持独立的施密特触发器输入、热插拔和施密特触发器输入、热插拔和Flash*Freeze总线保

37、持总线保持。IGLOO+系列器件的门密度从系列器件的门密度从30,000到到125,000，支，支持持1.2V/1.5V内核电压，并进行最大的优化以提供出色的功能，全面满足内核电压，并进行最大的优化以提供出色的功能，全面满足I/O密集及具有功率意识应用的需求。密集及具有功率意识应用的需求。版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAIGLOO+系列系列版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGANANO系列系列 Actel nano 现场可

38、编程逻辑器件（现场可编程逻辑器件（FPGA）包括）包括 IGLOO nano 和和ProASIC3 nano两种版本，两种版本，nano FPGA针对快速增长的便携式和消费电子市针对快速增长的便携式和消费电子市场而推出，场而推出，Actel nano FPGA耗降低至耗降低至2W(微瓦微瓦)，封装尺寸减小到，封装尺寸减小到33mm，并且扩大其商用温度范围至零度以下，从而扩大消费电子的应用范围，使之并且扩大其商用温度范围至零度以下，从而扩大消费电子的应用范围，使之可以在更寒冷的户外环境下使用，同时提供已封装产品的零交付交货时间。可以在更寒冷的户外环境下使用，同时提供已封装产品的零交付交货时间。版

39、板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007IGLOO NANO系列系列IGLOO nano DevicesAGLN 010AGLN 015AGLN 020AGL 030AGLN 060AGLN 125AGLN 250VersaTiles260384520768153630726144Typical Equivalent Macrocells861281722565121,0242,048Ram K Bits-1836364608 bit blocks-488PLLs-111I/OStdStdStdStdStdStdStdI/O Banks(+JTA

40、G)2332224Die(IGLOO)8396133157Die(nano)3452717168UC36(3x3)23UC81(4x4)5266CS81(5x5)5266646464QN48(6x6)3434QN68(8x8)494949QN100(8x8)717168VQ100(14x14)77717168版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007ProASIC3 NANO系列系列ProASIC3 nanoDevicesA3PN 010A3PN 015A3PN 020A3P 030A3PN 060A3PN 125A3PN 250VersaTil

41、es260384520768153630726144Typical Equivalent Macrocells861281722565121,0242,048Ram K Bits-1836364608 bit blocks-488PLLs-111I/OStdStdStdStdStdStdStdI/O Banks(+JTAG)2332224Die(ProASIC3)8396133157Die(nano)3452717168QN48(6x6)3434QN68(8x8)494949QN100(8x8)717168VQ100(14x14)77717168版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广

42、州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGA性能与功耗的平衡性能与功耗的平衡 Actel提供了各种满足不同用户需求的提供了各种满足不同用户需求的FPGA，根据性，根据性能和功耗的不同需求来选择能和功耗的不同需求来选择.功耗功耗性性能能版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007CoreABC Actel32位处理器位处理器8位处理器位处理器 性能性能(DMIPS)Core8051s ActelCore8051 Actel CoreMP7Actel/ARM Cortex-M1Actel/ARM LEON3 Gaisler

43、占用资源占用资源(Tiles)AMBAActel Flash FPGA嵌入式嵌入式CPU软核软核版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGA封装尺寸封装尺寸CS1968x8 mmCS28110 x10 mmQN1328x8 mmCS815x5 mmCS1216x6 mmUC814x4 mmQN688x8 mmCS2018x8 mmCS28914x14 mmTQ14422x22 mmPQ20830.6x30.6 mm版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel F

44、lash FPGAFlash开关开关Word Select/BiasOutputInputBit Select 1 Bit Select 2SWITCHFloating GateFlashMEMORYEraseProgramSenseVCCABWord lineBitLine SRAMBitLine VCCFlash开关的好处=面积小面积小 更多的开关用于布线更多的开关用于布线=低功耗低功耗 和和SRAM SRAM 工艺相比具有更小的阻抗和容性负载工艺相比具有更小的阻抗和容性负载=可重复编程且非易失性可重复编程且非易失性版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司

45、20072007Actel Flash FPGAActel精细颗粒架构精细颗粒架构带使能端，置位端或带使能端，置位端或者复位端的者复位端的D D触发器触发器DCLKQSet or Reset等效实现一个等效实现一个3 3输入的组合输入的组合逻辑逻辑ABCQSet/Reset/EnableX1pin 2DataX3pin 4ClkX2pin 3011001Ypin 1F2YLClrXCpin 501EnableActel TileAltera LE版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007High Speed Very Long Lines Dis

46、crete Long Lines Global Network Ultra-Fast Local Routing Clock Aggregation(Splittable Clock Spine)Actel Flash FPGAActel FPGA布线层布线层版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel Flash FPGAActel FPGA时钟网络时钟网络46 6 个可通过左右两个可通过左右两边的边的CCCCCC访问的全访问的全局时钟网络局时钟网络41212个象限时钟个象限时钟(每每个象限个象限3 3个）个）4每个逻辑每个逻辑Tile

47、Tile可以可以访问到访问到9 9个全局网个全局网络（络（6 6个全局时钟个全局时钟网络，网络，3 3个象限时个象限时钟网络）钟网络）4内部分段式的布线内部分段式的布线结构可以允许整个结构可以允许整个FPGAFPGA内部可以有内部可以有多个时钟。在多个时钟。在A3PE3000A3PE3000中最多可中最多可以有以有252252个。个。Quadrant Global Network3636333 3333Quadrant Global SpinePLL/CCCGlobal SpineCentral Global Network363636363636PLL/CCC9版板所有版板所有 广州周立功单

48、片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007l 模拟锁相环模拟锁相环l ProASIC3 ProASIC3内部内部1 1个，个，ProASIC3EProASIC3E内部内部6 6个个l 6 6个可编程延时模块和个可编程延时模块和1 1个固定的，从个固定的，从7.56 ns 7.56 ns 到到+11.12 ns+11.12 ns可调可调l 5 5个分频模块个分频模块l 具有具有0 0,90,90,180,180和和 270270相位可调相位可调l 内部具有动态移位寄存内部具有动态移位寄存器，支持动态的器，支持动态的PLLPLL，可，可动态修改动态修改PLLPLL的参数的参数Ac

49、tel Flash FPGAPLL&CCC版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007低成本低成本 NVM FPGAActel FPGA的优势的优势七大特性Actel Flash FPGA版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel FPGA的优势的优势加密加密(MCU/CPLD)SRAMFPGA存储器存储器PROM配置芯片配置芯片时钟调整时钟调整电路电路大功率的大功率的电源芯片电源芯片时钟时钟小功率电小功率电源芯片源芯片低速低速AD节电控制节电控制（MCU/CPLD）NVM FPGASRAM

50、型型FPGA所必需的部件所必需的部件Actel Flash FPGA版板所有版板所有 广州周立功单片机发展有限公司广州周立功单片机发展有限公司20072007Actel FPGA的优势的优势Level1物理层的保护物理层的保护lActel芯片受芯片受7层金属的保层金属的保护，使得反向工程不可能；护，使得反向工程不可能；l无需配置芯片，配置码流无需配置芯片，配置码流不会被复制；不会被复制；l加密的密钥分布于芯片的加密的密钥分布于芯片的内核单元处，并无固定区内核单元处，并无固定区域可寻。域可寻。Level2Level3其他厂家FPGABoot PROM配置数据配置数据复制配置复制配置数据数据直接读