為功耗敏感應(yīng)用選擇最佳的低功耗、低成本FPGA

1．針對功耗而優(yōu)化

由于Flash FPGA的靜態(tài)功耗比競爭的可編程邏輯產(chǎn)品低，靜態(tài)功耗僅5μW的IGLOO 系列FPGA能將便攜產(chǎn)品的電池待機(jī)時(shí)間延長至數(shù)周和數(shù)月。為將功耗降到5μW，該系列FPGA采用了Flash*Freeze技術(shù)以及相應(yīng)的控制引腳。設(shè)計(jì)人員還利用Flash*Freeze引腳在1μs之內(nèi)迅速、方便地進(jìn)入或退出特殊的低功耗模式。IGLOO FPGA采用4×4mm封裝，焊球間距為0.4mm，是市面上最小的可編程邏輯器件封裝，對于那些極低功耗和極小尺寸至關(guān)重要的應(yīng)用特別具吸引力。

2．針對功耗和I/O而優(yōu)化

某些基于Flash技術(shù)的FPGA (如靜態(tài)功耗僅5μW的IGLOO PLUS系列FPGA)已針對需要I/O密集的內(nèi)存總線操作、通用I/O擴(kuò)展、時(shí)序邏輯、接口轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和人機(jī)界面觸摸屏及鍵盤技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。較之于同等封裝尺寸的競爭對手可編程邏輯產(chǎn)品，這類器件減少了6倍的靜態(tài)功耗、50%的動(dòng)態(tài)功耗、增加了2倍的I/O密度以及2.7倍的邏輯密度。

除了更好地支持不同電平外，IGLOO PLUS系列器件具備4個(gè)I/O組，以便進(jìn)行獨(dú)立的電平調(diào)整。由于能更好地支持不同的電平，這項(xiàng)功能對于應(yīng)用處理器和專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP) 之間的橋接非常關(guān)鍵，因?yàn)樗玫腎/O標(biāo)準(zhǔn)和電壓可能不同。IGLOO PLUS系列器件支持獨(dú)立的施密特觸發(fā)器輸入和熱插撥。施密特觸發(fā)器輸入在電路中提供更好的抗擾性，讓設(shè)計(jì)人員能可靠地識別緩慢上升的輸入信號，如鍵盤或人機(jī)界面觸摸屏輸入信號。熱插拔功能對于便攜式媒體播放器和游戲機(jī)等設(shè)備很有益，因?yàn)樗鼈兺ǔ６夹枰獙?shí)時(shí)接入或關(guān)斷大容量固態(tài)存儲(chǔ)模塊和人機(jī)界面控制器。此外，在FPGA處于超低功耗模式時(shí)保持I/O處于“ON”狀態(tài)，對于便攜或電池供電應(yīng)用，如智能電話、數(shù)字相框、無線音頻和無線視頻應(yīng)用也很重要。

3．功耗與速度之間的平衡

對高性能、功耗敏感應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員來說，基于 Flash的ProASIC3L器件提供了高速度、低功耗和低成本之間的最佳平衡，并支持1.2V內(nèi)核電壓和I/O電壓，以及靈活的低功耗運(yùn)作模式。這使設(shè)計(jì)人員無需關(guān)斷時(shí)鐘或電源，即可迅速將器件從動(dòng)態(tài)工作模式切換到靜態(tài)模式。在采用了同級100萬門 FPGA的典型高速設(shè)計(jì)中，ProASIC3L 器件的動(dòng)態(tài)功耗只有100mA，靜態(tài)功耗僅為1mW，而以SRAM為基礎(chǔ)的競爭解決方案的動(dòng)態(tài)功耗要高出60%，靜態(tài)功耗更是其100倍。

4．針對速度而優(yōu)化

目前已有一些基于 Flash的低功耗FPGA系列針對性能進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)又保持了具吸引力的功耗指標(biāo)。例如系統(tǒng)門密度達(dá)百萬的ProASIC3 FPGA，其工作頻率達(dá)350 MHz，在典型條件下待機(jī)電流僅為8mA，比基于SRAM技術(shù)的競爭產(chǎn)品幾乎降低了一個(gè)數(shù)量級。該產(chǎn)品為高性能市場如工業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員提供了具有高速度、低功耗和低成本的靈活及功能豐富的解決方案。