蓄電池充電器的可編程邏輯？

在數（shù）字電子係統領域（yù），存在三種基本的器件類型：存儲器、微處理器和邏（luó）輯器件。存儲器用來存儲隨機信息，如數據表或數據庫的內容。微處理器執行軟件指令來完成範圍廣（guǎng）泛的任務，如運行字處理程序或視頻遊戲。邏輯器件提供特定的功能，包括器件與器件間的接口、數據通信、信號處理、數據顯示、定時和控製操作、以及係統運行所需要的所有其它功能。
 

    邏輯器件（jiàn）可分為兩大類–固（gù）定（dìng）邏輯器件和可編程邏輯器件。正如（rú）其命名一樣，固定邏輯器（qì）件中的電路是長久性的（de），它（tā）們完成一種或一組功能——一旦製造完成，就無法（fǎ）改變。另一（yī）方麵，可編程邏輯器件（PLD）是能夠為客戶提供範圍廣泛的多（duō）種邏輯容量、特性、速度和電壓參（cān）數的標（biāo）準成品部件——而且（qiě）此（cǐ）類器件可（kě）在（zài）任何時間改變（biàn），從而完（wán）成許多種不同的功能（néng）。

    對於固定（dìng）邏輯器件，根據器件複雜性不同，從設計、原型到*終生產所需要的時間可從數月至一年多不等。而且，如果器件工作不合適，或（huò）者如果應用要求發生了變化，那麽就必須開發（fā）全新的設計。設計（jì）和驗證固（gù）定邏（luó）輯（jí）的前期工作需要大量的NRE成本。NRE代表在固定邏（luó）輯器件*終（zhōng）從芯片製造廠製造出來（lái）以前客（kè）戶需要投入的所有成（chéng）本，這些成本包括工程資源、昂貴的軟件設計工具、用來製造芯片不同金屬（shǔ）層的昂貴光刻掩膜（mó）組以（yǐ）及初始原型器（qì）件的生產成本。這（zhè）些NRE成本可能從數十萬美元至數百萬（wàn）美元。

    對於可編程邏輯（jí）器件，設計人員可利用價格低廉的軟件工（gōng）具快速開發、仿真和測試其設計。然後，可快速將設計編程到器件中，並立即在實際運行的電路中對設計進行測試。原型中使用（yòng）的PLD器件與正式生產*終（zhōng）設（shè）備（如網絡路由器、DSL調製解調器、DVD播（bō）放器、或汽車導航係統）時所使用的PLD完全（quán）相（xiàng）同。這樣就沒有了NRE成本，*終的設計也比采用定製固定（dìng）邏（luó）輯（jí）器件（jiàn）時完成得更快。

    采用（yòng）PLD的另一個關鍵（jiàn）優點是在設計階段中客戶可根據需要修改電路，直到對設計工作感到滿意為止。這（zhè）是因為PLD基於可重寫的存儲器技術——要改變設計，隻需（xū）要簡單地對器件進行重新編程。一旦設（shè）計完成，客戶可立即投入生產，隻需（xū）要（yào）利用*終軟件（jiàn）設計文件簡（jiǎn）單地編程所需要數量的PLD就可以了。

    CPLD和FPGA

    可編程邏輯器件（jiàn）的兩種類型是現場可編程門陣列（FPGA）和複雜可編程邏輯器件（CPLD）。在這（zhè）兩類可編程邏輯器件（jiàn）中，FPGA提供（gòng）了*高的邏（luó）輯密度、*豐富的特性和*高（gāo）的性能。現在*新的FPGA器件，如XilinxVirtex™係列中的（de）部分器件，可提供八百萬“係統門”（相對邏輯（jí）密（mì）度）。這些先進的器件還提供諸（zhū）如內（nèi）建的硬連線處理器（如IBMPowerPC）、大容量存儲器（qì）、時鍾管理係統（tǒng）等特性，並支持多種*新的超快速器件至器件（device-to-device）信號技術。FPGA被應用於（yú）範圍廣泛的應用中，從數據處理和存儲直到儀器（qì）儀表、電（diàn）信和數字信號處理。

    與此（cǐ）相（xiàng）比，CPLD提（tí）供的（de）邏輯（jí）資源少得多——*高約1萬門。但是，CPLD提供了非常好的可（kě）預測性，因此對於關鍵的控製應用非常理想。而且CPLD器件（如XilinxCoolRunner™係列）需要（yào）的功耗極低，並（bìng）且價格低廉，從而使其對（duì）於成本（běn）敏（mǐn）感的、電池供電的便攜式應用（如（rú）移動電話和數字手持助理）非常理想

PLD的優點

    固定邏輯器件和PLD各有自己的優點。蓄電池充電器的可編程邏輯？例如，固定邏輯器（qì）件經常（cháng）更適合大批量應用，因（yīn）為它們可更為經濟地大批量生產。對一些需要極高性能的應用，固定（dìng）邏輯也可能是*佳的選擇。

    然（rán）而，可編程邏輯器件提供了一些優於固定邏輯器件（jiàn）的重要優點，包括：

    ·PLD在設計過程中為客（kè）戶提供（gòng）了更大的靈活性，因（yīn）為對於PLD來說，設計反複隻需要簡（jiǎn）單地（dì）改變編程文件就（jiù）可以了，蓄電池（chí）充（chōng）電器的可編程邏輯？

    ·PLD不需要漫長的前導時間來（lái）製造原（yuán）型或（huò）正式產品–PLD器件已經放在分銷商的（de）貨架（jià）上並可隨時付運。

    ·PLD不需要客戶支付高昂的NRE成本和購買昂（áng）貴的掩膜組。PLD供應（yīng）商在設計其可編（biān）程器件時（shí）已（yǐ）經支付了這（zhè）些成本，並且可（kě）通過PLD產（chǎn）品線延續多年的生命期來分攤（tān）這些成本。

    ·PLD允許客戶在需要時僅訂購（gòu）所需要的（de）數量，從而（ér）使客戶（hù）可控製（zhì）庫存。采用固定邏輯器件的客戶經（jīng）常會麵臨需要廢棄的過量庫存，而當對其產品的需求高漲時，他們又可能為器件短缺（供貨不足）所苦（kǔ），並且不得（dé）不麵對（duì）生產延遲的現實（shí）。

    ·PLD甚至在設備付運到（dào）客戶那兒以（yǐ）後還可以重新（xīn）編程。事實（shí）上，由於有了可編（biān）程邏輯（jí）器件，一些設備製造商現在正在嚐試（shì）為已經安（ān）裝在現場的（de）產品增加新功能或者進行升級。要實（shí）現這一點，隻需要（yào）通過因特網將新的編程文件上載到（dào）PLD就可以在係統中創建出（chū）新的硬件邏輯。

    過（guò）去幾年時間（jiān）裏，可編程邏輯供應商取得（dé）了巨大的技術進步（bù），以致現在PLD被眾多設計人員視為是邏輯解決（jué）方案的當然之選。能夠實現這一點的重要原因之一（yī）是（shì）像賽靈（líng）思這樣的PLD供應商是“無晶圓製（zhì）造廠”企業，並不直接擁有芯片製（zhì）造工廠（chǎng），賽靈思（sī）將芯片（piàn）製造工作外包給聯華電子（UMC）和東芝（zhī），他們是芯片製造行業的領導廠商。這一策略（luè）使賽靈思可以集中精力設計（jì）新產品結構、軟件工具和IP核心，同時還可以利用*先進的半導體製造工藝技術。先進的工藝技術在一（yī）係列關鍵領域為PLD提供了幫助：更快的性能（néng）、集成更（gèng）多功能、降低功耗和成本等。目前賽靈思提供采（cǎi）用先進的90nm和65nm工藝生產的可編程邏輯器件，它們都是（shì）業界***的工（gōng）藝。

    例如，僅僅數年前，*大規模的FPGA器件也（yě）僅僅為數萬係統門，工作在40MHz。過去的FPGA也相對較貴（guì），當時*先進的FPGA器件（jiàn）大約要150美元。然而，今天具有*先進特性的FPGA可提供百萬門的邏輯容量、工作在300MHz，成本低至不到10美元，並且還提供（gòng）了更高水平（píng）的集成（chéng）特性，如處理器和存儲器。

    同樣（yàng）重要的是，PLD現在有（yǒu）越來越多的核心技術（IP）庫的支持（chí）-用戶可利用這些預定義和預測試的（de）軟件模塊在PLD內（nèi）迅速實現係統功能（néng）。IP核心包括從複雜數字信號處理算法和存儲器控製器直到總線接（jiē）口和（hé）成熟的（de）軟件微處理器在內的一切（qiē）。此類IP核心為客戶節（jiē）約了大（dà）量時間和費用–否則，用戶可能需要（yào）數月的時間才能實現這些功能，而且還會進（jìn）一步延遲產品推向（xiàng）市場的時間。

    結論

可編程邏輯的價值在於其縮短了電子產品製造商的（de）開發周期以及幫助他們更（gèng）快地將產品（pǐn）推向市場的能力。

隨著PLD供應商繼續致力於在可（kě）編程邏輯器（qì）件中集成更多的功能、進一步降低成本並提（tí）高能夠節約時間的IP核心的可用性，可編程邏輯一定會在數字設計（jì）人員中進（jìn）一（yī）步普及開來。    實際上，近年來，PLD銷售額的增長速度已經超過基於傳統門（mén）陣列技術的固定邏輯器（qì）件的銷售增長速度。而且，高性能FPGA現（xiàn）在已開始從（cóng）采（cǎi）用*先進的標準單元技術製造的固定邏輯器件那兒贏得市場份額（é）。

    根據半導體行業聯（lián）盟（SIA）提供的數據，可編（biān）程邏輯現在是半導體（tǐ）行業中增長*快的領域之一，在過去幾年時間（jiān）裏，PLD的銷售增長速度超過了整個半導體行業的平均銷售增長速度。