Продукция фирмы ALTERA

Общая характеристика СБИС, выпускаемых фирмой ALTERA

     СБИС программируемой логики (СБИС ПЛ) - цифровые СБИС высокой степени интеграции, имеющие программируемую пользователем внутреннюю структуру и предназначенные для реализации сложных цифровых устройств. Использование СБИС ПЛ и соответствующих средств автоматизации проектирования позволяет в сжатые сроки создавать конкурентноспособные устройства и системы, удовлетворяющие жестким требованиям по производительности, энергопотреблению, надежности, массо-габаритным параметрам, стоимости.

     Одним из общепризнанных мировых лидеров в области производства СБИС ПЛ является американская фирма ALTERA.

     Оптимальное сочетание таких параметров как быстродействие, потребление энергии, степень интеграции, стоимость делает СБИС ПЛ фирмы ALTERA идеальным средством для построения плат расширения ПЭВМ, систем управления и телекоммуникации, устройств цифровой обработки сигналов для стационарных и мобильных систем связи.

В настоящее время фирма ALTERA выпускает семь семейств СБИС ПЛ. Основные характеристики наиболее популярных из них приведены в таблице.

1) единица измерения - число эквивалентных логических вентилей (вентилей типа 2И-НЕ);
2) при использовании внутренней памяти доступные пользователю логические ресурсы СБИС не уменьшаются.

     Семейство MAX (Multiple Array matriX) 7000 объединяет семь серий СБИС. СБИС этого семейства позволяют заменить устройство, содержащее до сотни корпусов микросхем средней степени интеграции, и обеспечивают:
    - задержку распространения сигнала от любого входа до выхода СБИС не более 5 нс;
    - устойчивую работу на частотах до 151 МГц;
    - возможность регулирования скорости переключения выходных буферов;
    - возможность использования четырех режимов работы выходных буферов: вход, выход, двунаправленный, открытый коллектор;
    - возможность задания режима пониженного энергопотребления (Turbo-off) как для всей СБИС в целом, так и для цепей распространения отдельных сигналов;
    - возможность программирования и репрограммирования после распайки на плате;
    - возможность задания режима секретности разработки (Design Security);
    - работу с пониженным (3.3 В) напряжением питания.

     СБИС ряда серий семейства MAX 7000 соответствуют требованиям стандарта шины PCI.

     Семейство FLEX (Flexible Logic Element matriX) 8000A объединяет шесть серий СБИС. СБИС этого семейства позволяют заменить устройство, занимающее десятки плат, выполненных на микросхемах средней степени интеграции, и обеспечивают возможность:
    - устойчивой работы на частотах до 294 МГц;
    - эмуляции внутренней шины с тремя состояниями;
    - работы с пониженным напряжением питания (3.3 В);
    - работы в системах со смешанным напряжением питания (3.3 В, 5.0В);
    - реализации неограниченного числа циклов реконфигурирования, в том числе "на лету", т.е. без выключения питания СБИС;
    - регулирования скорости переключения выходных буферов;
    - использования трех режимов работы выходных буферов: вход, выход, двунаправленный.

Все СБИС этого семейства совместимы со стандартом шины PCI.

     Семейство MAX (Multiple Array matriX) 9000 объединяет четыре серии микросхем. СБИС этого семейства позволяют заменить устройство, занимающее десятки плат, выполненных на микросхемах средней степени интеграции, и обеспечивают возможность:
    - устойчивой работы на частотах до 117 МГц;
    - независимого использования логической части и триггера макроячейки;
    - задания режима пониженного энергопотребления (power-saving mode) как для всей СБИС в целом, так и для цепей распространения отдельных сигналов;
    - программирования и репрограммирования после распайки на плате;
    - работы в системах со смешанным напряжением питания (3.3 В, 5.0В);
    - регулирования скорости переключения выходных буферов;
    - использования трех режимов работы выходных буферов: вход, выход, двунаправленный.

СБИС ряда серий семейства MAX 9000 совместимы со стандартом шины PCI.

     Семейство FLEX (Flexible Logic Element matriX) 10K объединяет семь серий СБИС. СБИС этого семейства позволяют заменить устройство, занимающее сотни плат, выполненных на микросхемах средней степени интеграции, и обеспечивают возможность:
    - устойчивой работы на частотах до 450 Мгц;
    - реализации на кристалле статической памяти и ПЗУ объемом до 24 Кбит;
    - независимого использования логической части и триггера каждого логического элемента;
    - эмуляции внутренней шины с тремя состояниями;
    - умножения внутренней тактовой частоты;
    - работы в системах со смешанным напряжением питания (3.3 В, 5.0В);
    - реализации неограниченного числа циклов репрограммирования, в том числе "на лету", т.е. без выключения питания СБИС;
    - регулирования скорости переключения выходных буферов;
    - использования четырех режимов работы выходных буферов: вход, выход, двунаправленный, открытый коллектор.

Все СБИС этого семейства совместимы со стандартом шины PCI.

Основными тенденциями развития выпускаемых фирмой Altera семейств СБИС ПЛ являются:
    - увеличение степени интеграции;
    - повышение гибкости в использовании внутренних ресурсов;
    - уменьшение энергопотребления в расчете на эквивалентный логический вентиль;
    - повышение быстродействия.

Кроме того, еще одной, немаловажной, тенденцией является непрерывное снижение стоимости СБИС.

СБИС семейств FLEX10K и FLEX8000

     СБИС данных семейств имеют в целом сходную внутреннюю архитектуру в основе которой лежит логический элемент (ЛЭ).

     ЛЭ содержит четырехвходовую таблицу перекодировок (ПЗУ), обеспечивающую реализацию логических функций, синхронный триггер и некоторую дополнительную логику. ЛЭ объединяются в группы - логические блоки (каждый из блоков содержит восемь ЛЭ). Внутри логических блоков ЛЭ соединяются посредством локальной программируемой матрицы соединений, позволяющей соединять любой ЛЭ с любым. Логические блоки связаны между собой и с элементами ввода-вывода посредством глобальной программируемой матрицы соединений. Локальная и глобальная матрицы соединений имеют непрерывную структуру - для каждого соединения выделяется единый, непрерывный в рамках СБИС (либо логического блока) канал. Двухуровневая архитектура и использование непрерывной структуры соединений на каждом уровне иерархии обеспечивают:
    - высокое быстродействие реализуемых устройств;
    - возможность точного предсказания задержки распространения сигналов;
    - высокую скорость автоматической разводки СБИС;
    - возможность размещения выводов СБИС в соответствии с требованиями разработчика.

     Каждый элемент ввода-вывода содержит: триггер, позволяющий реализовать временное хранение принимаемого и передаваемого бита данных; буфер, работающий в режимах: ввод, вывод, двунаправленный, выход с открытым коллектором (FLEX 10K) и обеспечивающий возможность управления его скоростью переключения.

     Отличительной особенностью семейства FLEX 10K является наличие модулей памяти общей емкостью до 24 кбит, использование которой не ведет к уменьшению доступных разработчику логических ресурсов ( логических элементов ).

     Основные характеристики СБИС указанных семейств приведены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1. СБИС FLEX10K

1) единица измерения - число эквивалентных логических вентилей (вентилей типа 2И-НЕ);
2) тестирование проводилось для СБИС с градацией быстродействия -3.

Таблица 2. СБИС FLEX8000A

1) единица измерения - число эквивалентных логических вентилей (вентилей типа 2И-НЕ);
2) тестирование проводилось для СБИС с градацией быстродействия -2.

С исходными описаниями тестируемых устройств, условиями проведения тестирования и детальными их результатами все желающие могут ознакомиться в группе технической поддержки.

На все вопросы, связанные с приобретением СБИС ПЛ фирмы Аltera и соответствующей системы автоматизации проектирования - пакета MAX+PLUS&nbspII, Вам ответят в фирме "ЭФО", являющейся официальным дистрибьютером фирмы Altera, и в Корпорации "Точка Опоры", являющейся московским представителем фирмы "ЭФО".

Группа технической поддержки разработок, созданная Корпорацией "Точка Опоры" совместно с Московским Государственным Техническим Университетом им. Баумана:
    - поможет Вам оценить возможность реализации Вашего проекта на СБИС ПЛ и выбрать оптимальный тип СБИС для его реализации;
    - проведет консультации по возможностям и особенностям пакета MAX-PLUSII и элементной базы фирмы Altera;
    - осуществит полный цикл разработки по Вашему техническому заданию.