可編程技術的實現(xiàn)途徑通常可以分成兩種:
1、 一次編程OTP
(One Time Programmable);
2、可再編程
(Re-programmable)。
熔絲編程和反熔絲編程都屬于OTP技術。所謂熔絲編程,即通過電路內(nèi)部的可熔化的金屬連線來連接電路內(nèi)部,然后借助一定的電流把適當?shù)倪B線熔化,以便達到可編程之目的,這種技術現(xiàn)在仍然在簡單可編程邏輯器件(SPLD)中得到應用;所謂反熔絲編程,則是通過在電路中的兩層金屬和它們之間的無定形硅連接,通過一定的電流后,就可以形成電流通路,這種在電路編程時形成的連線通常非常細小,其電阻率很低,這種方法一般要求芯片內(nèi)擁有大量的可編程晶體管,才能實現(xiàn)一定的功能。目前,Actel和 QuickLogic的FPGA產(chǎn)品中都采用這種技術。這種技術使其在電源關閉之后程序仍然可以保留在電路中,無需在電源啟動后重新載入程序。
目前 ,最引人注目的編程技術是基于EPROM(Electrically Programmable Read->PLD技術的運用,能夠使設計工程師們借助PLD高速實現(xiàn)和修改功能性硬件,以極短的時間推出原型,進而實現(xiàn)Internet的遠距離控制;與此同時,由于PLD所具有的靈活性,使產(chǎn)品極容易適應各種不同的應用領域,極容易由用戶自行配置,使其在維持硬件原有水平的同時,能夠根據(jù)實際的需要或者變化進行調(diào)整。因此,PLD 技術在相當多的領域得到了廣泛的應用。例如TTL等標準邏輯IC,僅能提供特定的邏輯,不能由用戶根據(jù)具體設計的需要進行必要的修改。IC制造廠商向市場推出已經(jīng)封裝好的PLD芯片之后,其邏輯功能依然可以由用戶采用電子設計自動化(EDA)工具進行調(diào)整和修改。這種PLD芯片作為一種通用芯片,可以大批量制造以便降低生產(chǎn)成本;與此同時,這種PLD芯片可供用戶將自己設計的電路寫入芯片,使其成為 ASIC,能夠滿足用戶的需求,因此,這種PLD芯片無論對廠商和用戶都大有好處。
PortalPlayer公司成立于1999年6月,主要提供端到端數(shù)字媒體基礎構件的解決方案,目前該公司從事MP3相關技術的研發(fā),其目標是在一年內(nèi)推出MP3的系統(tǒng)方案,這套方案包括播放器ASIC,播放器硬件和PC應用軟件。PortalPlayer 設計工程師面臨的最大挑戰(zhàn)是在一年內(nèi)實現(xiàn)以下任務:(1)創(chuàng)建百萬門以上的ASIC設計,(2) 在進行ASIC投片之前的設計驗證 (3)開發(fā)相關的硬件和軟件。他們早就確定采用PLD幫助自己完成這3個目標。首先,在設計中,PortalPlayer 決定廣泛采用已生成IP,這樣他們的內(nèi)部設計小組能夠?qū)P闹铝τ谧约旱膬?nèi)核研制,全面縮短設計開發(fā)時間。他們通過多種渠道獲得包括32位RISC處理器等的IP塊,包括PLD廠商的IP。
PortalPlayer設計工程師需要的硬件方案接近最終ASIC的性能,他們選擇在最高速度下運行狀態(tài)最佳的PLD:40萬門,APEX 20K400,首要目標是制作一個設計原始版本。雖然完整的ASIC設計并不適合于APEX器件實現(xiàn) ,但是 MP3 播放技術的核心足以展示PortalPlayer體系的基本操作。這個設計大約需要10萬門,占用APEX器件25%資源。他們在短短一個月內(nèi)建立了一個硬件平臺。緊接著,PortalPlayer設計小組采用PLD技術驗證ASIC結構中的其余部分。既然完整的ASIC設計比APEX器件要大,該小組分別實現(xiàn)并驗證設計的各個部分,測試相關