Новое семейство микросхем со смешанными сигналами GREENPAK 5 от SILEGO

В начале года компания Silego начала серийное производство и продажу новых однократно программируемых микросхем со смешанными сигналами SLG46531 семейства GreenPAK 5. В отличие от представителей предыдущего семейства GreenPAK 4, в новых SLG46531 упор сделан на цифровой сегмент: расширены возможности комбинаторной логики и матрицы соединений, а также добавлен программируемый автомат состояний.

Рис. 1. Микросхемы GreenPAK 5 от Silego

Постоянным читателям УНИТЕРЫ хорошо знакома продукция компании Silego. Фирма специализируется на разработке программируемых микросхем со смешанными сигналами. Это достаточно специфичные системы. Их нельзя отнести ни к классу программируемых аналоговых матриц (FPAA), ни к классу обычных ПЛИС.

Очень часто микросхемы ПЛИС и FPAA имеют значительную избыточность, большие габариты и высокую цену. Учтя это, Silego пошла несколько иным путем. Компания разрабатывает несколько семейств микросхем, каждое из которых имеет узкую специализацию. Представители семейств отличаются набором аналоговых блоков, составом комбинационной логики и возможностями программируемой матрицы соединений. В итоге каждая микросхема имеет минимальные габариты, отличные характеристики и низкую стоимость. При этом пользователь выбирает подходящую микросхему, исходя из конкретной задачи.

Сейчас номенклатура компании Silego насчитывает пять однократно программируемых семейств GreenPAK в миниатюрных корпусах TDFN и STQFN (рис. 2). Последней новинкой от Silego стала микросхема SLG46531 из семейства GreenPAK 5.

Рис. 2. Миниатюрные микросхемы от Silego

SLG46531 – микросхема смешанных сигналов, выполненная в миниатюрном корпусе STQFN-20 (2x3x0,55 мм).

В отличие от представителей GreenPAK 4 в составе SLG46531 нет ни АЦП, ни ЦАП. В этом смысле по своему функционалу SLG46531 оказывается ближе к семейству GreenPAK 3. В них упор сделан на цифровом сегменте, расширенном функционале логики и матрицы соединений (рис. 3).

Рис. 3. Блок-схема SLG46531

Ключевыми особенностями SLG46531 являются: развитая система комбинаторной логики, расширенные возможности матрицы соединений, программируемый асинхронный автомат состояний, коммуникационный I2C-интерфейс.

Сегмент комбинаторной логики включает семнадцать ячеек, которые могут использоваться со следующим функционалом: 2-битные LUT, 3-битные LUT, триггеры DFF/ Latch (в том числе с сигналами сброса и установки), одна программируемая схема задержки, один функциональный генератор, 8/16-битные счетчики.

Для реализации этих функций используется однократно программируемая память (OTP) и матрица соединений.

Матрица соединений необходима для создания связей между внутренними блоками (рис. 4). Она имеет 110 выходов и 64 входа, а для ее конфигурации используется 2048 бит внутренних регистров. После подачи питания в эти регистры происходит копирование данных из энергонезависимой однократно программируемой памяти.

Рис. 4. Принцип работы матрицы соединений

Еще одной особенностью SLG46531 стал интегрированный программируемый асинхронный автомат на восемь состояний. Аппаратно он представляет собой макроячейку комбинационной логики со входами (25 входов) и выходами (8 выходов), которые подключаются к матрице соединений.

Взаимодействие с SLG46531 осуществляется с помощью интегрированного I2C-контроллера.

Аналоговая составляющая SLG46531 ограничена четырьмя аналоговыми компараторами, двумя источниками опорного напряжения (ИОН) и дополнительными фильтрами (цифровые фильтры со входными RC-цепочками). Компараторы отличаются возможностью программного задания гистерезиса 0/ 25/ 50/ 200 мВ. Блок ИОН обеспечивает программируемое напряжение уставки для компараторов.

Пользователю также доступно до 18 портов ввода-вывода GPIO. Они могут быть сконфигурированы как порты общего назначения, а некоторые способны выполнять аналоговые функции (используются в качестве выводов компараторов и ИОН). Каждый вывод GPIO имеет возможность подключения входного триггера Шмитта и подтягивающих резисторов 10 кОм, 100кОм и 1 МОм. При этом подтяжка осуществляется как к линии питания, так и к земле.

Как и в случае с предыдущими семействами GreenPAK 4, разработка прошивок для микросхем производится с помощью бесплатной среды проектирования Silego GreenPAK Designer (рис. 5). Доступны версии этой среды для всех основных ОС (Windows XP/ Vista/ 7/ 8.1 (x86, x64), MACOSX (v10.5) или Ubuntu12.04).

Рис. 5. Среда проектирования для GreenPAK

Чтобы ознакомиться с особенностями новых микросхем, предлагается использовать отладочный набор GreenPAK 5 Development Kit (рис. 6). Он включает в себя все необходимое для начала работы: универсальную отладочную плату, адаптер для установки и программирования GreenPAK 5, образцы SLG46531V и кабель USB.

Рис. 6. Отладочный набор GreenPAK 5 Development Kit

Без сомнения миниатюрные и недорогие микросхемы SLG46531V найдут свое применение в таких областях как: персональные компьютеры, оргтехника, бытовая электроника, портативные приборы и мобильные устройства.

Характеристики микросхемы SLG46531V:

• Тип: программируемая микросхема смешанных сигналов;
• Аналоговые функции: четыре компаратора, два фильтра, два ИОН;
• Цифровые функции: до 18 портов ввода/ вывода, матрица соединений и комбинаторная логика, программируемая схема задержки, программируемый функциональный генератор, пять 8-битных счетчиков, два 16-битных счетчика;
• Коммуникационный интерфейс: I2C;
• Диапазон напряжений питания: 1,8…5 В;
• Диапазон рабочих температур: -40…85 °C;
• Корпусное исполнение: 2x3x0,55 мм 20-выводной STQFN.

Состав ознакомительного набора GreenPAK 5 Development Kit:

• Универсальная отладочная плата;
• Адаптер для установки микросхем GreenPAK 5 STQFN-20;
• Образцы SLG46531V;
• USB-кабель(A – Mini B).