Czy są jakieś analogowe układy FPGA?

23

Rozumiem, że układy FPGA to elastyczne obwody „cyfrowe”, które pozwalają projektować, budować i przebudowywać układ cyfrowy.

Może to zabrzmieć naiwnie lub głupio, ale zastanawiałem się, czy istnieją układy FPGA lub inne „elastyczne” technologie, które również udostępniają projektantowi komponenty analogowe, takie jak wzmacniacze, A / D lub D / A lub transiwery, a nawet prostsze komponenty?

Ali
źródło
1
Słyszałem o czymś, co zrobiłoby to kilka lat temu. Nie mam pojęcia, jak się nazywa.
Kellenjb
3
Poprzednie, niezupełnie zduplikowane pytanie: electronics.stackexchange.com/questions/24315/
The Photon
2
Pamiętam, że nazywa się to FPAA (Field Programmable Analog Array)
Matt
Istnieje jakiś konkretny dostawca inny niż Altera i Xilinx, który sam ma wbudowane przetworniki ADC i DAC w swoich układach FPGA. Poza tym, jak powiedział Matt, mamy również tablice analogowe programowalne Fild.
quantum231
Nie do końca to, o co prosisz, ale interesujące: zrna.org
tonys

Odpowiedzi:

23

Użyłem linii produktów o nazwie Elektronicznie Programowalny Obwód Analogowy (EPAC), prawdopodobnie już ponad dziesięć lat temu, która twierdziła, że ​​jest analogicznym odpowiednikiem FPGA, a Cypress od lat produkuje linię o nazwie PSoC (Programowalny) System On Chip), który zawiera przełączalne tablice obwodów analogowych i cyfrowych. Należy pamiętać, że w obu przypadkach urządzenia mają umiarkowanie małą liczbę bloków funkcjonalnych (około 3 do 24 w przypadku PSoC) z nieco ograniczonymi opcjami routingu, zamiast dostarczania setek lub tysięcy bloków z wystarczającą liczbą połączeń wewnętrznych, aby umożliwić zasadniczo arbitralne routing .

Jednym z powodów, dla których analogowe układy FPGA nie oferują elastyczności projektowej urządzeń cyfrowych, jest to, że nawet jeśli przepuszcza się sygnał cyfrowy przez dziesiątki lub setki poziomów routingu i obwodów logicznych, z których każdy ma stosunek sygnału do szumu wynoszący 10 dB (SNR), co oznacza, że ​​jest 1/3 tyle szumu, co sygnał, wynikowy sygnał może być czysty. Natomiast uzyskanie czystego sygnału z urządzenia analogowego wymaga, aby każdy etap, przez który przechodzi sygnał, musi być czysty. Im bardziej złożony jest routing, tym trudniej jest uniknąć odbierania sygnałów błądzących.

W aplikacjach, które nie są zbyt wymagające, przydatne może być połączenie niewielkiej ilości obwodów analogowych w jeden układ. Na przykład zaprojektowałem pozytywkę, która wykorzystuje PSoC do bezpośredniego sterowania głośnikiem piezo; PSoC zawiera przetwornik cyfrowo-analogowy, filtr dolnoprzepustowy czwartego rzędu i wzmacniacz wyjściowy. Wykorzystanie oddzielnego układu do filtrowania i wzmocnienia nie byłoby trudne, ale użycie PSoC pozwoliło uniknąć konieczności stosowania dodatkowego układu.

supercat
źródło
Byłoby miło, gdyby istniały jakieś odniesienia do tego. Brak firmy Brak linii produktów? Brak numeru części? Brak artykułów na ten temat? Nie mogę znaleźć niczego przydatnego, wyszukując
hasło
Wypróbuj „Elektronicznie programowalny obwód analogowy”? Właśnie zrobiłem szybkie Google i wygląda na to, że nazwa trochę się wykręciła (naprawiona powyżej).
supercat
2
@ krb686 Cypress PSoC
Tut
3

To jest pierwszy strzał od Google; wydaje się być bardzo nową technologią i produkuje je tylko kilku producentów.

Nie wiem, czy część analogowa jest elastyczna jak blok FPGA, ale na pewno łączy w sobie cechy.

AKTUALIZACJA: W Actel jest tylko zintegrowany ADC (ASIC) i stała liczba wejść analogowych, w zależności od modelu.

clabacchio
źródło
Czy w gruncie rzeczy są to układy FPGA, które zawierają jakiś specjalistyczny komponent analogowy do bardzo specyficznego zastosowania? (przepraszam, nie wiem co to są PLL).
Ali
Och, właśnie widziałem Kintex-7, bardzo fajnie. Są to tak zwane FPGA z mieszanym sygnałem.
Ali
1
Anadigm wytwarza również FPAA.
MikeJ-UK
2
@ThePhoton nie powinien przenosić komentarza pod pytanie?
clabacchio
3

Wiele lat temu Lattice miał serię o nazwie ispPAC z różnymi konfiguracjami programowalnych bloków analogowych. Większa złożoność na poziomie CPLD niż na poziomie FPGA. Wszystkie są teraz przestarzałe.

Podejrzewam, że istnieje po prostu zbyt duża różnorodność wymagań w różnych aplikacjach analogowych, aby jeden układ mógł „zrobić to wszystko”. Na przykład w jednym projekcie może być potrzebny bufor wejściowy ADC z 16-bitową dokładnością; w innym możesz potrzebować tylko 8-bitowej dokładności i utrzymać możliwie najniższy koszt. W żaden sposób programowalny blok ogólnego przeznaczenia nie może jednocześnie pasować do obu tych aplikacji.

The Photon
źródło
3

Triada Semiconductor, www.TriadSemi.com , wykonuje za pomocą konfigurowalnych tablic sygnałów analogowych i mieszanych (znanych jako VCA). Te VCA są konfigurowalne z jedną maską i nie mogą być programowane w terenie. Oznacza to, że z VCA związany jest ładunek maski i czas przetwarzania.

Koszty produkcji VCA są znacznie niższe niż w przypadku tradycyjnego w pełni niestandardowego ASIC z mieszanym sygnałem. Wytwarzanie, pakowanie i testowanie VCA może trwać zaledwie cztery tygodnie w porównaniu z 4-6 miesiącami w przypadku tradycyjnych układów ASIC.

Programowalny analogowy obiekt cierpi z powodu poważnych problemów związanych z hałasem i wydajnością, ponieważ struktura trasowania zawiera dużą liczbę tranzystorów.

Przez konfigurowalny analog wykorzystuje przelotki jako zasób połączenia. Te przelotki są standardową częścią całkowicie niestandardowego projektu, ale w konfigurowalnej tablicy analogowej zmieniają się tylko przelotki, aby skonfigurować projekt na danym VCA.

Przelotki mają bardzo wysoką wydajność, niską oporność i niski poziom hałasu. Dzięki skonfigurowanym macierzom uzyskuje się w pełni niestandardową wydajność układów scalonych z mieszanym sygnałem przy znacznie niższych kosztach programowania i czasach produkcji.

Na PlanetAnalog.com opublikowałem artykuł o tym, dlaczego programowalny analogowo jest trochę zbyt programowalny .

rwender
źródło
Ta osoba współpracuje z ViaDesigner, twórcą oprogramowania SW, którego można używać do programowania ViaASIC z TriadSemi. Nie jest jasne, czy istnieje tam związek, ani nie promuje swojego produktu - w interesie ujawnienia.
symbol zastępczy
3

Twój mikrokontroler może mieć niektóre komponenty analogowe. Na przykład STM32F303x (A | C) ma 4 opampy (§3.15) i 7 komparatorów (§3.16).

Możliwości dostosowywania są bardzo ograniczone - na przykład wyjścia wzmacniaczy operacyjnych można podłączyć do ADC mikrokontrolera, ale nie można ich podłączyć do pinów wyjściowych ani do wejścia wewnętrznego komparatora. Jednak wyjścia komparatorów można podłączyć do styku wyjściowego . Pełną matrycę połączeń można znaleźć w §3.8.

Jestem również pewien, że mikrokontrolery innych producentów mają podobny zestaw konfigurowalnych urządzeń peryferyjnych - ale ostatnio pracowałem z serią STM32, więc znam ich konstrukcję.

użytkownik60561
źródło
1
Rzeczywiście, niektórzy inni producenci mają bardzo konfigurowalne urządzenia peryferyjne z mieszanym sygnałem w swoim portfolio MCU. Sprawdź na przykład MSP430FR235x i ich blok „Smart Analog Combo”.
dim
1

Anadigm tworzy FPAA lub programowalną macierz analogową. http://www.anadigm.com/fpaa.asp Ich oprogramowanie do projektowania sprawia, że ​​ustawienie filtra lub wielu innych funkcji analogowych jest banalne. Servenger tworzy tanią płytę programistyczną <400USD, która obsługuje oprogramowanie projektanta Anadigm. PAM 5002R http://www.servenger.com/

steverino
źródło