TI發(fā)布一款幾分鐘就可完成設(shè)計(jì)仿真和配置的PLD

TI（德州儀器）最近剛剛發(fā)布了新款PLD（可編程邏輯）產(chǎn)品系列，面向汽車、工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)等各類型的應(yīng)用。TI官網(wǎng)當(dāng)前已經(jīng)列出該系列前綴TPLD的系列新品：總共8款不同型號，如下圖所示。

TI邏輯產(chǎn)品市場經(jīng)理Luke Trowbidge在媒體會(huì)上總結(jié)說，新推的PLD產(chǎn)品“與InterConnect Studio設(shè)計(jì)工具搭配，工程師就能在不需要編程的情況下，將10-40個(gè)不同的邏輯元件，整合為單顆行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)芯片”，而且“從概念到原型設(shè)計(jì)僅需數(shù)分鐘”。

在即將到來的IIC Shenzhen 2024活動(dòng)上，TI高層及技術(shù)專家也將作為演講嘉賓參與全球CEO峰會(huì)，帶來有關(guān)邊緣AI的思路探討。共促行業(yè)發(fā)展，迎接邊緣芯未來，點(diǎn)擊這里報(bào)名參加即將于11月5日-6日在深圳舉辦的IIC Shenzhen 2024。

嘗試解決三個(gè)挑戰(zhàn)

TI在前不久發(fā)布的《開啟無編程邏輯器件的無限可能》一文中說，邏輯器件是電子設(shè)計(jì)的“粘合劑”——隨設(shè)計(jì)復(fù)雜化，在電路板上集成邏輯器件，為更多功能留出空間變得很重要。

“越來越多的工程師選擇PLD、CPLD或FPGA來幫助減少解決方案的尺寸，降低設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本，管理其供應(yīng)鏈（簡化供應(yīng)鏈），加速產(chǎn)品上市時(shí)間。”這應(yīng)該是對TI所推TPLD新品的完整背景概述了。

媒體會(huì)上，Luke將工程師面臨的邏輯設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)總結(jié)成了三點(diǎn)。其一是要在更少的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能，“當(dāng)前正在使用分立邏輯器件的設(shè)計(jì)工程師需要找到新的方法，將更多芯片放進(jìn)有限面積的板子上。”

其次是復(fù)雜的軟件編程要求。而且由于產(chǎn)品的差異化需求，工程師渴求特定功能或編程特性——“他們經(jīng)常會(huì)考慮CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）或FPGA。這樣的器件支持?jǐn)?shù)千邏輯單元，但這么一來也就大幅增加了封裝尺寸、成本和功耗”。

與此同時(shí)，Luke還提到市面上現(xiàn)有的SPLD產(chǎn)品大多僅限定在消費(fèi)電子領(lǐng)域，缺乏應(yīng)有的封裝選擇，尤其是汽車和工業(yè)應(yīng)用所需。于是TI決定，在這樣的挑戰(zhàn)和機(jī)遇面前，推出新款PLD可編程邏輯器件。

小型化、簡單化、廣泛化

針對要求更少的空間實(shí)現(xiàn)更多的功能這一點(diǎn)，這次新推的PLD單芯片整合了最多40個(gè)邏輯元件。這對“對于尋找具靈活性、集成邏輯解決方案，但又不需要數(shù)千數(shù)萬門資源的工程師而言很理想”，TI邏輯產(chǎn)品系統(tǒng)經(jīng)理Jose Gonzalez說。

相對的，相較于分立實(shí)施方案，TI的PLD就能帶來整體解決方案尺寸的顯著縮減，“根據(jù)設(shè)計(jì)復(fù)雜性的不同，最多可縮減94%”，“這對于包括電動(dòng)汽車一類的重量體積敏感型應(yīng)用很重要”，“乃至服務(wù)器這類需要將更多算力融入到更小面積內(nèi)的應(yīng)用，它們在更小尺寸、更低功耗邏輯解決方案方面的要求在增加。”

從上面這張示意圖就不難看出，“上排的器件可被TPLD1201（下排）這樣的PLD取代。”在此基礎(chǔ)上，PLD也就優(yōu)化了BOM，簡化了供應(yīng)鏈。“所有邏輯功能融入到一顆芯片上，生產(chǎn)、購買、入庫、存放的器件也就更少。”

Jose給出了更具體的示例，下圖這套方案用了5個(gè)分立元件的CANbus仲裁。“如引擎管理、傳輸系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)等汽車內(nèi)部各種子系統(tǒng)的控制。”“這些器件相互交互，電子設(shè)計(jì)工程師需要關(guān)注接口仲裁，以便將來自每個(gè)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)整合起來。”

如果采用TPLD1202，就能節(jié)約94%的板子空間，BOM隨即縮減了80%。

而在“復(fù)雜的軟件編程要求”這一點(diǎn)上，TI的GUI圖形用戶界面就派上用場了。“基于InterConnect Studio工具，在不需要具備編程經(jīng)驗(yàn)的情況下，用戶就能配置TI PLD，大幅降低了編程難度、縮短了設(shè)計(jì)周期。”而且據(jù)說在隨后的幾分鐘時(shí)間里，就可以開發(fā)、仿真，并推進(jìn)到原型設(shè)計(jì)階段。

上面這張圖展示的，是用InterConnect Studio進(jìn)行電源時(shí)序控制應(yīng)用的電路設(shè)計(jì)。TI在技術(shù)文章中提到，只需要在左側(cè)菜單選擇元件一旁的加號，就能添加該元件；然后通過拖放操作，在元件之間建立連接，并在菜單中做微調(diào)；

“運(yùn)行仿真后，只需要按下Configure TPLD按鈕，就能通過TPLD編程器和評估模塊臨時(shí)配置器件；若要對器件進(jìn)行永久編程，則選擇對應(yīng)地復(fù)選框即可”...

與此同時(shí)，若對設(shè)計(jì)滿意，還可以直接點(diǎn)擊“Order Now”按鈕，基于設(shè)計(jì)配置來下單。“在設(shè)計(jì)和采購流程上，我們的客戶甚至不需要和TI銷售代表溝通。”

而有關(guān)第三大挑戰(zhàn)，“適用于汽車和工業(yè)應(yīng)用的封裝選項(xiàng)和規(guī)格受限”，自然是通過提供多種封裝和規(guī)格選項(xiàng)，以及提高可靠與穩(wěn)定性來解決問題，以令其適配廣泛應(yīng)用。

這次推向市場的PLD產(chǎn)品采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝，包括超小型引線（原話是industry's smallest leaded package）——如上圖中展示了2.1x1.6mm, 0.5mm間距的方案，比競品小了92%；也提供無引腳的QFN封裝選項(xiàng)，支持AOI自動(dòng)光學(xué)檢測以確保安全性和長期系統(tǒng)可靠性。

與此同時(shí)，其功耗也比市場上的同類器件低50%，靜態(tài)電流<1μA，令其適用于電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備，如電動(dòng)工具、游戲手柄等；加上面向車載應(yīng)用通過AEC-Q100認(rèn)證，-40～125℃工作寬溫，在BMS, PLC等工業(yè)應(yīng)用上也相當(dāng)適配。

這些都成為TPLD應(yīng)用范圍廣泛的組成要素，從消費(fèi)電子，到工業(yè)、汽車和醫(yī)療等市場。

所有8款產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)開始面向市場供貨，也包括配套的通用USB編程器、評估模塊，以及前文中提到的InterConnect Studio軟件工具。

最后Luke總結(jié)TI本次發(fā)布產(chǎn)品的幾大創(chuàng)新點(diǎn)：（1）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝，包括引線封裝、QFN；（2）低功耗，<1μA靜態(tài)電流，相比競品低50%主動(dòng)功耗；（3）AEC-Q100認(rèn)證及寬溫；（4）在不需要軟件知識(shí)的情況下，通過拖拽之類的操作，就能設(shè)計(jì)、仿真和配置，乃至訂購PLD新品。

在即將到來的IIC Shenzhen 2024活動(dòng)上，TI高層及技術(shù)專家也將作為演講嘉賓參與全球CEO峰會(huì)，帶來有關(guān)邊緣AI的思路探討。共促行業(yè)發(fā)展，迎接邊緣芯未來，點(diǎn)擊這里報(bào)名參加即將于11月5日-6日在深圳舉辦的IIC Shenzhen 2024。