Нове сімейство мікросхем зі змішаними сигналами GreenPAK 5 від Silego

На початку року компанія Silego почала серійне виробництво і продаж нових одноразово програмованих мікросхем зі змішаними сигналами SLG46531 сімейства GreenPAK 5. На відміну від представників попереднього сімейства GreenPAK 4, в нових SLG46531 упор зроблений на цифровий сегмент: розширені можливості комбінаторної логіки і матриці з'єднань, а також доданий програмований автомат станів.

Мал. 1. Мікросхеми GreenPAK 5 від Silego

Постійним читачам УНІТЕРИ добре знайома продукція компанії Silego. Фірма спеціалізується на розробці програмованих мікросхем зі змішаними сигналами. Це досить специфічні системи. Їх не можна віднести ні до класу програмованих аналогових матриць (FPAA), ні до класу звичайних ПЛІС.

Дуже часто мікросхеми ПЛІС і FPAA мають значну надмірність, великі габарити і високу ціну. Врахувавши це, Silego пішла дещо іншим шляхом. Компанія розробляє кілька сімейств мікросхем, кожне з яких має вузьку спеціалізацію. Представники сімейств відрізняються набором аналогових блоків, складом комбінаційної логіки і можливостями програмованої матриці з'єднань. У підсумку кожна мікросхема має мінімальні габарити, відмінні характеристики і низьку вартість. При цьому користувач вибирає потрібну мікросхему, виходячи з конкретного завдання.

Зараз номенклатура компанії Silego налічує п'ять одноразово програмованих сімейств GreenPAK в мініатюрних корпусах TDFN і STQFN (рис. 2). Останньою новинкою від Silego стала мікросхема SLG46531 з сімейства GreenPAK 5.

Мал. 2. Мініатюрні мікросхеми від Silego

SLG46531 - мікросхема змішаних сигналів, виконана в мініатюрному корпусі STQFN-20 (2x3x0,55 мм).

На відміну від представників GreenPAK 4 в складі SLG46531 немає ні АЦП, ні ЦАП. У цьому сенсі за своїм функціоналом SLG46531 виявляється ближче до сімейства GreenPAK 3. У них акцент зроблено на цифровому сегменті, розширеному функціоналі логіки і матриці з'єднань (рис. 3).

Мал. 3. Блок-схема SLG46531

Ключовими особливостями SLG46531 є: розвинена система комбінаторної логіки, розширені можливості матриці з'єднань, програмований асинхронний автомат станів, комунікаційний I2C-інтерфейс.

Сегмент комбінаторної логіки включає сімнадцять осередків, які можуть використовуватися з наступним функціоналом: 2-бітові LUT, 3-бітові LUT, тригери DFF / Latch (в тому числі з сигналами скидання і установки), одна програмована схема затримки, один функціональний генератор, 8 / 16-бітові лічильники.

Для реалізації цих функцій використовується одноразово програмована пам'ять (OTP) і матриця з'єднань.

Матриця з'єднань необхідна для створення зв'язків між внутрішніми блоками (рис. 4). Вона має 110 виходів і 64 входу, а для її конфігурації використовується 2048 біт внутрішніх регістрів. Після подачі живлення в ці регістри відбувається копіювання даних з незалежної одноразово програмованої пам'яті.

Мал. 4. Принцип роботи матриці з'єднань

Ще однією особливістю SLG46531 став інтегрований програмований асинхронний автомат на вісім станів. Апаратно він являє собою макроячейки комбінаційної логіки зі входами (25 входів) і виходами (8 виходів), які підключаються до матриці з'єднань.

Взаємодія з SLG46531 здійснюється за допомогою інтегрованого I2C-контролера.

Аналогова складова SLG46531 обмежена чотирма аналоговими компараторами, двома джерелами опорної напруги (ДОН) і додатковими фільтрами (цифрові фільтри з вхідними RC-ланцюжками). Компаратори відрізняються можливістю програмного завдання гистерезиса 0/25/50/200 мВ. Блок ІОН забезпечує програмований напруга уставки для компараторів.

Користувачеві також є до 18 портів введення-виведення GPIO. Вони можуть бути налаштовані як порти загального призначення, а деякі здатні виконувати аналогові функції (використовуються в якості висновків компараторов і ІОН). Кожен висновок GPIO має можливість підключення вхідного тригера Шмітта і підтягують резисторів 10 кОм, 100кОм і 1 МОм. При цьому підтяжка здійснюється як до лінії живлення, так і до землі.

Як і у випадку з попередніми родинами GreenPAK 4, розробка прошивок для мікросхем проводиться за допомогою безкоштовної середовища проектування Silego GreenPAK Designer (рис. 5). Доступні версії цього середовища для всіх основних ОС (Windows XP / Vista / 7 / 8.1 (x86, x64), MACOSX (v10.5) або Ubuntu12.04).

Мал. 5. Середовище проектування для GreenPAK

Щоб ознайомитися з особливостями нових мікросхем, пропонується використовувати оцінний набір GreenPAK 5 Development Kit (рис. 6). Він включає в себе все необхідне для початку роботи: універсальну отладочную плату, адаптер для установки і програмування GreenPAK 5, зразки SLG46531V і кабель USB.

Мал. 6. Налагоджувальний набір GreenPAK 5 Development Kit

Без сумніву мініатюрні і недорогі мікросхеми SLG46531V знайдуть своє застосування в таких областях як: персональні комп'ютери, оргтехніка, побутова електроніка, портативні прилади і мобільні пристрої.

Характеристики мікросхеми SLG46531V:

• Тип: програмована мікросхема змішаних сигналів;
• Аналогові функції: чотири компаратора, два фільтри, два ІОН;
• Цифрові функції: до 18 портів введення / виводу, матриця з'єднань і комбінаторна логіка, програмована схема затримки, програмований функціональний генератор, п'ять 8-бітних лічильників, два 16-бітових лічильника;
• Комунікаційний інтерфейс: I2C;
• Діапазон напруг живлення: 1,8 ... 5 В;
• Діапазон робочих температур: -40 ... 85 ° C;
• Корпусне виконання: 2x3x0,55 мм 20-вивідний STQFN.

Склад ознайомчого набору GreenPAK 5 Development Kit:

• Універсальна отладочная плата;
• Адаптер для установки мікросхем GreenPAK 5 STQFN-20;
• Зразки SLG46531V;
• USB-кабель (A - Mini B).