超低功耗CPLD在電子消費(fèi)產(chǎn)品中的應(yīng)用

當(dāng)今可編程器件正朝著高密度、低功耗、高速的方向發(fā)展。今年，萊迪思半導(dǎo)體公司推出一種型號(hào)為ispMACH4000Z的CPLD器件系列，功耗極低，為便攜式半導(dǎo)體消費(fèi)品市場(chǎng)及其它對(duì)功耗有較高要求的電子產(chǎn)品市場(chǎng)提供了新的可編程解決方案。

從傳統(tǒng)意義上說(shuō)，由于掌控及手提式電子產(chǎn)品對(duì)于低待機(jī)功率和低成本有

苛刻的要求，因而限制了PLD器件在這些產(chǎn)品中的應(yīng)用。然而，由于1.8V的ispMACH4000ZCPLD系列的產(chǎn)品問(wèn)世，這標(biāo)志著低靜態(tài)功耗CPLD的產(chǎn)生。ispMACH4032Z是最初的三個(gè)跨越從32至128個(gè)宏單元的ispMACH4000Z系列中的第一個(gè)器件。這些器件的靜態(tài)電流功耗極低，對(duì)于一個(gè)32宏單元的器件，最差的情況也只有20μA，恰好滿(mǎn)足了低功耗電子產(chǎn)品的需要。新器件系列的靜態(tài)功耗僅為原先產(chǎn)品的20%，ispMACH4000Z器件不僅具備業(yè)界最低的靜態(tài)功率，其成本也很低廉，非常適合被廣泛應(yīng)用在掌控、手提式和其它電子消費(fèi)產(chǎn)品中。該器件的功耗只有目前的低功耗CPLD產(chǎn)品的五分之一，極大地拓展了可編程邏輯器件在這些市場(chǎng)上的應(yīng)用。

器件的基本結(jié)構(gòu)

ispMACH4000器件由多個(gè)GLB所組成，每個(gè)GLB有36個(gè)輸入，16個(gè)宏單元。GLB的互聯(lián)是通過(guò)全局布線(xiàn)池(GRP)。輸出布線(xiàn)池(ORP)把GLB連接到I/O塊。I/O塊中含有多個(gè)I/O單元。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。器件中的I/O分成兩個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)有不同的供電電壓。支持多種標(biāo)準(zhǔn)，使得設(shè)計(jì)者能在混合電壓環(huán)境中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

圖1 器件中的功能塊

在ispMACH4032中有兩個(gè)GLB，每個(gè)GLB有36個(gè)輸入。所有GLB的輸入來(lái)自于全局布線(xiàn)池，所有的GLB輸出又返回全局布線(xiàn)池，以便連接到其它GLB的輸入。若有反饋信號(hào)回到相同的GLB，也必須經(jīng)過(guò)全局布線(xiàn)池。這就保證了GLB互相之間的通信有著恒定的可預(yù)知的時(shí)延。GLB的輸出送至輸出布線(xiàn)池，然后把它們送到相關(guān)I/O塊中的I/O單元。

GLB由可編程與陣列，邏輯分配器，16個(gè)宏單元和一個(gè)GLB時(shí)鐘發(fā)生器組成?？删幊膛c陣列有36個(gè)輸入，83個(gè)輸出乘積項(xiàng)。來(lái)自全局布線(xiàn)池的36個(gè)輸入用來(lái)在與陣列中構(gòu)成72根線(xiàn)。每根線(xiàn)都可通過(guò)線(xiàn)與連至83個(gè)輸出乘積項(xiàng)中的任意一個(gè)。80個(gè)邏輯乘積項(xiàng)的每一個(gè)都饋入邏輯分配器，余下的三個(gè)控制乘積項(xiàng)饋入共享PT時(shí)鐘和共享PTOE。在送入宏單元之前，共享PT時(shí)鐘和共享PTOE初始信號(hào)可以選擇反向。每5個(gè)乘積項(xiàng)組成一個(gè)乘積項(xiàng)群(producttermcluSTer)。第一個(gè)乘積項(xiàng)群為PT0。GLB中的每個(gè)宏單元都有一個(gè)乘積項(xiàng)群。圖2為通用邏輯塊GLB的結(jié)構(gòu)。

圖2 通用邏輯塊GLB