7.3.5 几种常见类型的FPGA设计要点

7.3.5 几种常见类型的FPGA设计要点

1)反熔丝型FPGA设计要点

反熔丝型FPGA具有抗干扰性和低功耗的特点。反熔丝是一种最初电流不导通但在加压之后可以导通电流的器件。

反熔丝型FPGA不同于SRAM型FPGA或Flash型FPGA,芯片只能一次性烧录,因此反熔丝型FPGA的开发流程不同于其他类型的FPGA,需要经历转接板调试验证过程。其典型开发流程如图7- 10所示。

图7-10 反熔丝型FPGA的典型设计流程

反熔丝型FPGA不能直接焊接在功能模块的印制板上。反熔丝型FPGA的典型设计流程分为以下三个阶段:

(1)通过转接座将Flash型FPGA或SRAM型FPGA转接板与功能模块印制板连接并在该转接板上进行调试,待调试及验证结束后即完成了第一阶段的研制工作。此阶段的状态适用于初样电性能产品,可随整星进行常温电性能测试,不可参与力学试验和热学试验。

(2)将逻辑设计移植到反熔丝型FPGA平台上,烧录工业级反熔丝型FPGA并将芯片安装于反熔丝型FPGA转接板上进行验证,对于初样阶段,验证完成后可将该工业级芯片落焊于功能模块的印制板上。此阶段的状态适用于初样产品,转接板状态下可随整星进行热试验,但不可参与力学试验,落焊状态下可参与整星所有试验。

(3)在高等级反熔丝型FPGA环境下完成设计更改并最终将高等级反熔丝型FPGA落焊于印制板上,完成产品的开发。该阶段的状态适用于初样鉴定产品或正样产品。阶段调试应用的器件建议如下:

①为了保证软件平台的兼容性及器件的沿用性,建议选用Microsemi公司Flash型FPGA进行调试。

②工业级反熔丝芯片的封装、速度等级应与高等级芯片一致。

2)SRAM型FPGA设计要点

SRAM型FPGA将配置数据存储于SRAM中。由于SRAM是易失性存储器,在没有电源的情况下无法保存数据,因此此类FPGA必须在启动时进行配置。配置有两种基本模式:①主模式,FPGA从外部源(例如外部闪存芯片)读取配置数据。②从模式,FPGA由外部主设备(例如处理器)配置,通常可以通过专用配置接口或边界扫描(JTAG)接口来完成此操作。

3)Flash型FPGA设计要点

Flash型FPGA的开发设计主要利用如Libero IDE这样的EDA软件,将FPGA编程,使其达到设计所需的功能。Flash型FPGA的开发流程以下概括为三个阶段:第一阶段是创建设计阶段,主要包括器件的选型、确定电路规格、描述电路设计等;第二阶段是设计处理阶段,主要包括综合、编译、布局布线。第三阶段是板级测试阶段。