Download presentation
Presentation is loading. Please wait.
1
تراشه ها ي منطقي برنامه پذ ير
2
2 Digital Devices S
3
3 FPLD Field-Programmable Logic Devices: Pre-fabricated silicon devices that can be electrically programmed to become almost any kind of digital circuit or system. SPLD, CPLD, FPGA −FPGA is mostly used.
4
4 FPGA vs. ASIC ASIC: Months to fabricate Cost: hundreds of thousands to millions of dollars to obtain the first device FPGAs: Configured in < 1 sec Cost: a few dollars to a few thousand dollars x20 to x35 area x3 to x4 slower x10 more dynamic power [Kuon07.a]
5
5 CPLD Interconection Wires
6
6 بخشي از CPLD
7
7 ساختار FPGA
8
8 Altera PLD Products [wikinvest.com], 2008 http://www.wikinvest.com/images/thumb/1/1f/ALTR_salesbyproduct.jpg/3 50px-ALTR_salesbyproduct.jpg CPLD 19% FPGA 71% Other 10%
9
9 FPGA Market 2004 “Xilinx currently has the majority of market share at 90nm and it supplies 90% of the FPGA industry’s 65nm sales.” 2008
10
10 FPGA Market 2004 Xilinx: 53% Altera: 33% Lattice: 6% Actel + others: 8% Revenue: Xilinx: $1.84B (2008) Altera: $1.26B (2007) http://www.wikinvest.com/stock/Altera_(ALTR)#_note-9
11
11 Internet References FPGA/CPLD Device Guide: http://www.fpga-guide.com/ PLD FAQ: http://www.fpga-faq.com/ ASIC, FPGA, SOC … resources: http://www.eg3.com/fpga/index.htm Google Directory: http://directory.google.com/Top/Computers/Hardware/Prog rammable_Logic/FPGA/ Newsgourp: http://groups.google.com/ comp.arch.fpga
12
12 FPLDها تفاوت FPLD ها : ساختار داخلي Logic Cell ها Programmability I/O Block ها ساختار اتصالات
13
13 تکنولوژيهاي برنامه ريزي FPLDها تکنولوژيهاي اصلي : SRAM: سوييچهاي قابل برنامه ريزي = ترانزيستورهاي کنترل شده توسط سلولهاي SRAM EPROM: سوييچهاي قابل برنامه ريزي = ترانزيستورهاي floating gate که با تزريق بار به گيت شناور، خاموش مي شوند. EEPROM و Flash: قابل پاک کردن به صورت الکتريکي. Antifuse: با برنامه ريزي الکتريکي، يک مسير با مقاومت کم پديد مي آيد. از SRAM, Flash, Antifuse به طور گسترده استفاده مي شود.
14
14 SRAM Primary users of SRAM: 1.Most are used to set the select lines to multiplexers that steer interconnect signals.
15
15 MUX with SRAM Bit 0 Bit 1
16
16 SRAM for LUTs Primary users of SRAM: 2.The majority of the rest are used to store the data in the lookup-tables (LUTs)
17
17 SRAM SRAM Cell Primary users of SRAM: 3.To control the tri-state buffers and simple pass transistors for programmable interconnect
18
18 SRAM مزايا : روش غالب استفاده از تکنولوژي ساخت CMOS استاندارد برنامه ريزي مجدد سريع برنامه ريزي on-chip به دفعات نامحدود prototyping در داخل سيکل طراحي کارخانه ي سازنده مي تواند همه ي مسيرها را با reprogram کردن FPGA تست کند کاربر، آي سي کاملا تست شده را مي گيرد و نيازي به ايجاد الگوهاي تست و مدارهاي DFT ندارد.
19
19 SRAM اشکالات : مساحت ( اشکال اصلي ): 6 ترانزيستور براي هر سلول SRAM نياز به حافظه ي خارجي non-volatile ( داراي مدار حسگر power-on است براي initialization). سرعت : بيشتر از نظر دانسيته بهينه شده اند نه سرعت. امنيت کم طرح در برابر سرقت (intellectual property) توان مصرفي بالاي سلول هاي SRAM ( حتي وقتي که برنامة آن تغيير نمي کند ).
20
20 EPROM ولتاژ برنامه ريزي بالا محبوس شدن الکترونها Vdd نمي تواند ترانزيستور را روشن کند EEPROM (Flash): باز گرداندن الکترونها با ميدان الکتريکي ( ظرفيت کمتر از EPROM). Flash: نوعي EEPROM که پاک کردن و برنامه ريزي آن در بلوک هاي بزرگ انجام مي شود. در سري هاي قبل کل حافظه بايد پاک مي شد. بسيار ارزانتر از byte-programmable EEPROM
21
21 EPROM مزايا : عدم نياز به حافظه ي خارجي. مساحت کمتر از SRAM اشکالات : مشکل تر بودن برنامه ريزي مجدد برنامه ريزي مجدد : تا چندصد بار ( بارهاي الکتريکي زير گيت جمع مي شوند ) مقاومت روشن ترانزيستور EPROM: زياد. نياز به چند مرحله ي ساخت علاوه بر پروسه ي استاندارد CMOS.
22
22 Flash and SRAM Recently emerged FPGAs: Use of flash storage in combination with SRAM programming technology: −LatticeXP (2005) −Xilinx: Spartan-3AN (2005) −Altera: MAX II (2005) On-chip flash memory: to provide non-volatile storage SRAM cells: to control the programmable elements in the design − No need for external non-volatile memory − Indefinite reconfigurability
23
23 Antifuse جريان برنامه ريزي بالا عايق ONO را ذوب مي کند اتصال دايم. به علت کوچکي، PLD هاي آنتي فيوز ظرفيتهاي بسيار بالايي دارند.
24
24 Antifuse مزايا : عدم نياز به حافظه ي خارجي. مساحت بسيارکم ( تقريبا هم اندازه با via ي سيمهاي فلزي ). قابليت اطمينان بسيار بالا (TDDB: Time-Dependent Dielectric Breakdown) حدود 40 سال. مقاومت کم در حالت روشن ( در طي زمان هم کم مي ماند ). خازن پارازيتي بسيار کمتر. امنيت بالاي طرح در برابر سرقت. توان مصرفي بسيار کمتر. اشکالات : عدم امکان برنامه ريزي مجدد. برنامه ريزي آن نياز به مدار اضافي دارد ( بايد ولتاژ و جريان بالا ايجاد کند ).
25
25 جمع بندي تکنولوژيهاي برنامه ريزي Programming yield: The confidence for successful programming [Kuon07.b] Technology & Process Volatil e AreaReprogram -mability R (on state) C (parasiti c) fF Manufacturin g Process Programming Yield SRAM MUX pass trans. YeslargeYes (In-circuit) ~500- 1000 1-2Standard CMOS 100% Falsh NomedYes (In-circuit) ~500- 1000 1-2Flash Process 100% Antifuse NosmallNo~50-100<1special development >90%
26
26 References [Kuon07.a] I. Kuon and J. Rose, “Measuring the gap between FPGAs and ASICs,” IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 26, no. 2, pp. 203–215, 2007. [Kuon07.b] I. Kuon, R. Tessier, “FPGA Architecture: Survey and Challenges,” Foundations and Trends in Electronic Design Automation, Vol. 2, No. 2 (2007) 135–253. www.altera.com www.xilinx.com
Similar presentations
© 2025 SlidePlayer.com. Inc.
All rights reserved.