超低功耗CPLD在电子消费产品中的应用

    当今可编程器件正朝着高密度、低功耗、高速的方向发展。今年，莱迪思半导体公司推出一种型号为ispMACH4000Z的CPLD器件系列，功耗极低，为便携式半导体消费品市场及其它对功耗有较高要求的电子产品市场提供了新的可编程解决方案。
　　从传统意义上说，由于掌控及手提式电子产品对于低待机功率和低成本有

苛刻的要求，因而限制了PLD器件在这些产品中的应用。然而，由于1.8V的ispMACH4000ZCPLD系列的产品问世，这标志着低静态功耗CPLD的产生。ispMACH4032Z是最初的三个跨越从32至128个宏单元的ispMACH4000Z系列中的第一个器件。这些器件的静态电流功耗极低，对于一个32宏单元的器件，最差的情况也只有20μA，恰好满足了低功耗电子产品的需要。新器件系列的静态功耗仅为原先产品的20%，ispMACH4000Z器件不仅具备业界最低的静态功率，其成本也很低廉，非常适合被广泛应用在掌控、手提式和其它电子消费产品中。该器件的功耗只有目前的低功耗CPLD产品的五分之一，极大地拓展了可编程逻辑器件在这些市场上的应用。

　　器件的基本结构
　　ispMACH4000器件由多个GLB所 组成，每个GLB有36个输入，16个宏单元。GLB的互联是通过全局布线池(GRP)。输出布线池（ORP）把GLB连接到I/O块。I/O块中含有多个I/O单元。其结构如图1所示。器件中的I/O分成两个区，每个区有不同的供电电压。支持多种标准，使得设计者能在混合电压环境中实现设计。


图1 器件中的功能块
　　在ispMACH4032中有两个GLB，每个GLB有36个输入。所有GLB的输入来自于全局布线池，所有的GLB输出又返回全局布线池，以便连接到其它GLB的输入。若有反馈信号回到相同的GLB，也必须经过全局布线池。这就保证了GLB互相之间的通信有着恒定的可预知的时延。GLB的输出送至输出布线池，然后把它们送到相关I/O块中的I/O单元。
　　GLB由可编程与阵列，逻辑分配器，16个宏单元和一个GLB时钟发生器组成。可编程与阵列有36个输入，83个输出乘积项。来自全局布线池的36个输入用来在与阵列中构成72根线。每根线都可通过线与连至83个输出乘积项中的任意一个。80个逻辑乘积项的每一个都馈入逻辑分配器，余下的三个控制乘积项馈入共享PT时钟和共享PTOE。在送入宏单元之前，共享PT时钟和共享PTOE初始信号可以选择反向。每5个乘积项组成一个乘积项群(producttermcluster)。第一个乘积项群为PT0。GLB中的每个宏单元都有一个乘积项群。图2为通用逻辑块GLB的结构。


图2 通用逻辑块GLB
　　ispMACH4000器件有两个I/O区，每个区都有各自的I/O电压。输入可以支持独立于芯片电源电压或区域电压的各种电压。支持多种标准电压会给设计者带来设计灵活性，以适应当今多种电压环境的设计需要。

　　在电子消费产品中的应用
　　ispMACH4000Z的适用范围包括手机及其外设、传呼设备、GPS定位设备、PDA、数码相机、数码摄像机、个人音频设备、便携式医疗仪器、车用远程信息处理系统和无线电、以及工业仪器等。图3、图4分别为ispMACH4000Z在数码相机中和MP3播放机中的应用。


图3  ispMACH4000Z在数码相机中的应用



图4 ispMACH4000Z在MP3播放机中的应用