Apakah ada FPGA Analog?

Seperti yang saya pahami, FPGA adalah sirkuit "digital" yang fleksibel, yang memungkinkan Anda merancang dan membangun dan membangun kembali sirkuit digital.

Mungkin terdengar naif atau konyol, tetapi saya bertanya-tanya apakah ada FPGA atau teknologi "fleksibel" lainnya yang juga membuat komponen analog tersedia untuk perancang, seperti amplifier, atau A / D atau D / A atau transceiver atau bahkan komponen yang lebih sederhana?

Saya telah menggunakan lini produk yang disebut Electronically Programmable Analog Circuit (EPAC), mungkin lebih dari sepuluh tahun yang lalu sekarang, yang diklaim sebagai analog setara dengan FPGA, dan Cypress telah bertahun-tahun menghasilkan garis yang disebut PSoC (Programmable) System On Chip) yang menggabungkan susunan switchable dari sirkuit analog dan digital. Perhatikan bahwa dalam kedua kasus perangkat memiliki jumlah blok fungsional yang cukup kecil (3 hingga 24 atau lebih dalam kasus PSoC) dengan opsi perutean yang agak terbatas, daripada menyediakan ratusan atau ribuan blok dengan interkoneksi yang cukup untuk memungkinkan perutean yang sewenang-wenang pada dasarnya .

Salah satu alasan analog FPGA tidak menawarkan fleksibilitas desain perangkat digital adalah bahwa meskipun seseorang melewati sinyal digital melalui puluhan atau ratusan level rute dan sirkuit logika, yang masing-masing memiliki rasio signal-to-noise 10dB (SNR), artinya 1/3 lebih banyak noise dari sinyal, sinyal yang dihasilkan bisa bersih. Sebaliknya, mendapatkan sinyal bersih dari perangkat analog mengharuskan setiap tahap yang dilalui sinyal harus bersih. Semakin rumit peruteannya, semakin sulit untuk menghindari sinyal yang tersesat.

Dalam aplikasi yang tidak terlalu menuntut, memiliki sejumlah kecil sirkuit analog yang digabungkan menjadi sebuah chip bisa bermanfaat. Sebagai contoh, saya telah merancang kotak musik yang menggunakan PSoC untuk menggerakkan speaker piezo secara langsung; PSoC termasuk DAC, low-pass filter urutan keempat, dan penguat output. Tidak akan sulit untuk menggunakan chip terpisah untuk melakukan penyaringan dan amplifikasi, tetapi menggunakan PSoC menghindari perlunya chip tambahan.

Ini adalah bidikan pertama dari Google; tampaknya menjadi teknologi yang sangat baru, dan hanya beberapa produsen yang memproduksinya.

Saya tidak tahu apakah bagian analog fleksibel seperti blok FPGA, tetapi pasti menggabungkan fitur.

UPDATE: Di Actel hanya ada ADC terintegrasi (ASIC) dan sejumlah input analog, tergantung pada model.

Bertahun-tahun yang lalu, Lattice memiliki seri yang disebut ispPAC dengan berbagai konfigurasi blok analog dalam sistem yang dapat diprogram. Lebih banyak kompleksitas level CPLD daripada level FPGA. Ini semua sekarang sudah usang.

Saya menduga ada terlalu banyak variasi dalam persyaratan di berbagai aplikasi analog untuk memungkinkan satu chip "melakukan semuanya". Misalnya, dalam satu desain Anda mungkin memerlukan buffer input ADC dengan akurasi 16-bit; di tempat lain Anda mungkin hanya membutuhkan akurasi 8-bit dan ingin menjaga biaya serendah mungkin. Tidak mungkin blok program yang dapat diprogram untuk keperluan umum dapat secara bersamaan menyesuaikan kedua aplikasi tersebut.

Triad Semiconductor, www.TriadSemi.com , membuat melalui susunan sinyal analog dan campuran yang dapat dikonfigurasi (dikenal sebagai VCA). VCA ini dapat dikonfigurasi dengan satu-mask dan bukan bidang yang dapat diprogram. Ini berarti bahwa ada biaya masker dan waktu pemrosesan yang terkait dengan VCA.

Biaya fabrikasi VCA secara signifikan lebih rendah daripada ASIC sinyal campuran penuh tradisional. Pembuatan, paket, dan pengujian VCA dapat sesingkat empat minggu dibandingkan dengan 4-6 bulan untuk ASIC tradisional.

Analog Programmable Lapangan menderita dari kebisingan yang serius dan masalah kinerja karena kain routing mengandung sejumlah besar transistor.

Via Configurable Analog menggunakan vias sebagai sumber daya interkoneksi. Vias ini adalah bagian standar dari desain kustom penuh tetapi dalam array analog via-dikonfigurasi hanya vias berubah untuk mengkonfigurasi desain ke VCA yang diberikan.

Vias berperforma sangat tinggi, resistansi rendah, dan noise rendah. Melalui array yang dikonfigurasikan memiliki kinerja IC sinyal campuran penuh yang dapat disesuaikan dengan biaya pengembangan dan waktu pembuatan yang jauh lebih rendah.

Saya memposting sebuah artikel tentang Mengapa Field Programmable Analog sedikit terlalu terprogram di PlanetAnalog.com.

Mikrokontroler Anda mungkin memiliki beberapa komponen analog. Sebagai contoh, STM32F303x (A | C) memiliki 4 opamps (§3.15) dan 7 pembanding (§3.16).

Ada jumlah kustomisasi yang sangat terbatas - misalnya, keluaran opamps dapat dihubungkan ke ADC mikrokontroler, tetapi mereka tidak dapat dihubungkan ke pin keluaran atau ke input komparator internal. Namun, keluaran komparator dapat dihubungkan ke pin keluaran . Matriks interkoneksi penuh dapat ditemukan di §3.8.

Saya juga yakin bahwa mikrokontroler oleh vendor lain memiliki seperangkat peripheral yang dapat dikonfigurasi serupa - tapi saya telah bekerja dengan seri STM32 baru-baru ini, jadi saya akrab dengan desain mereka.

Anda dapat memeriksa Microsemi SmartFusion di;

http://www.microsemi.com/products/fpga-soc/soc-fpga/smartfusion

Ini memiliki FPGA, uP, dan analog yang dapat diprogram semua dalam satu chip. Saya menggunakan ini dalam proyek sekolah dan memanfaatkan semua bagian itu dengan sukses.

Anadigm membuat FPAA atau bidang analog array yang dapat diprogram. http://www.anadigm.com/fpaa.asp Perangkat lunak perancang mereka membuatnya sepele untuk mengatur filter atau banyak fungsi analog lainnya. Servenger membuat papan pengembangan <400USD dengan biaya rendah yang mendukung perangkat lunak perancang Anadigm. PAM 5002R http://www.servenger.com/