FLASH和反熔絲類型的FPGA你了解多少

　　由于航天應(yīng)用對(duì)可靠性提出了更高的要求，這是與一般的FPGA開(kāi)發(fā)最大的不同。當(dāng)高能粒子撞擊可編程邏輯器件時(shí)，撞擊的能量會(huì)改變器件中的可配置的SRAM單元的配置數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)運(yùn)行到無(wú)法預(yù)知的狀態(tài)，從而引起整個(gè)系統(tǒng)失效。這在航天設(shè)備中是必須要避免的。以FLASH和反熔絲技術(shù)為基礎(chǔ)的FPGA與以SRAM為基礎(chǔ)的FPGA相比，在抗單粒子事件方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，可靠性高。

　　ACTEL公司是可編程邏輯解決方案供應(yīng)商。它提供了多種服務(wù)，包括基于反熔絲和閃存技術(shù)的FPGA、高性能IP核、軟件開(kāi)發(fā)工具和設(shè)計(jì)服務(wù)，定位于高速通信、ASIC替代品和防輻射市場(chǎng)。ACTEL公司基于FLASH結(jié)構(gòu)的FPGA ProASICPLUS系列，以低成本提供較多的系統(tǒng)門，在軍品和宇航級(jí)上有較大優(yōu)勢(shì)。

　　ProASICPLUS系列FPGA采用第二代基于FLASH技術(shù)的0.22μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，是一種單芯片解決方案，無(wú)需外部配置器件，上電即能運(yùn)行而且斷電之后能夠保存配置代碼。它具有較低的功耗和高性能的布線結(jié)構(gòu)。每個(gè)輸入口可選擇施密特觸發(fā)結(jié)構(gòu)，I/O可以工作在2.5V或者3.3V電壓下，具有雙向的全局I/O口，兼容PCI規(guī)范，可實(shí)現(xiàn)總線接口。

　　ProASICPLUS系列FPGA與基于SRAM技術(shù)的FPGA的最大不同在于它使用上電即運(yùn)行的FLASH開(kāi)關(guān)作為可編程元素。FLASH開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)如下圖所示，由兩個(gè)具有懸浮特性的MOS晶體管保存可編程信息，它通過(guò)充電或者放電來(lái)決定兩個(gè)金屬線路之間的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。其中的傳感器晶體管用于懸浮電荷的寫入及檢測(cè)，開(kāi)關(guān)晶體管用于連接或隔離線路以及配置邏輯，也可用于柵電荷的清除。

　　ProASICPLUS系列FPGA核心邏輯單元結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖所示，每個(gè)邏輯單元有三個(gè)輸入和一個(gè)輸出，除三輸入異或功能外的任何三輸入一輸出邏輯功能都可在一個(gè)邏輯單元中實(shí)現(xiàn)，邏輯單元還可以配置成帶清除和置位的鎖存器和觸發(fā)器，因此邏輯單元可以靈活地配置成各種組合邏輯門和寄存器，實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能。