TI推出車(chē)規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí)PLD，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度

1961年，NASA即將執(zhí)行阿波羅飛行任務(wù)，TI受托設(shè)計(jì)出一系列具有更強(qiáng)計(jì)算能力和更加輕量化的數(shù)字邏輯IC，來(lái)應(yīng)對(duì)繞地球軌道飛行的設(shè)備需求，51系列在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，它是TI公司第一個(gè)完整且兼容的邏輯產(chǎn)品組合。

在隨后的幾十年里，TI在邏輯產(chǎn)品設(shè)計(jì)上不斷取得進(jìn)步，包括大量封裝上的創(chuàng)新，如X2SON、DYY、DGS等，使得半導(dǎo)體器件變得更加小巧、高效、可靠。

圖 | TI邏輯產(chǎn)品系列發(fā)展里程碑，來(lái)源：TI

60多年后的今天，德州儀器已經(jīng)成為分立式邏輯技術(shù)的市場(chǎng)領(lǐng)頭人，產(chǎn)品品類(lèi)非常齊全，包括標(biāo)準(zhǔn)的邏輯器件和現(xiàn)代低功耗邏輯產(chǎn)品系列。

“我們的邏輯產(chǎn)品有三個(gè)未來(lái)發(fā)展的方向：第一，我們會(huì)針對(duì)下一代的控制器進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的微處理器的技術(shù)；第二，我們的產(chǎn)品均符合汽車(chē)、航天、軍事、工業(yè)市場(chǎng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；第三，我們采用超小型的封裝，讓制造商更大限度地增加布板空間，并提高功率密度。” 德州儀器邏輯產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Luke Trowbridge介紹道。

從整體市場(chǎng)層面來(lái)看，近年來(lái)，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)工程師采用可編程邏輯器件 (PLD) 來(lái)降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性、節(jié)省布板空間、簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈，并加快產(chǎn)品上市進(jìn)度。然而，從另一個(gè)角度出發(fā)，這也給今天的邏輯設(shè)計(jì)提出了三大挑戰(zhàn)：

第一，空間限制

由于下一代產(chǎn)品必須要提供更多的功能，并且尺寸更小，所以目前使用分立式邏輯的設(shè)計(jì)人員就必須要在更小的布板空間里裝進(jìn)更多的IC，空間的利用會(huì)更加緊湊。

第二，設(shè)計(jì)復(fù)雜性

在軟件編程方面，當(dāng)我們需要特定功能或者可編程能力來(lái)去實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化時(shí)，我們通常會(huì)依賴于復(fù)雜的可編程器件FPGA或者CPLD，這些器件支持?jǐn)?shù)千個(gè)邏輯單元，但往往這種集成度、復(fù)雜性都會(huì)顯著增加整個(gè)封裝的尺寸、成本和功耗。另外采用這種CPLD或者FPGA的時(shí)候還需要比較昂貴的EDN工具，并且需要硬件描述語(yǔ)言，比如VHDL或者Verilog來(lái)去進(jìn)行設(shè)計(jì)。

第三，缺少車(chē)規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí)產(chǎn)品

目前市場(chǎng)上比較簡(jiǎn)單的可編程邏輯器件缺少了汽車(chē)、工業(yè)應(yīng)用所需要的封裝、規(guī)格以及認(rèn)證，所以限制了它們?cè)谙M(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品以外產(chǎn)品的適用性。

在這樣的背景下，TI繼去年推出1.2V 增強(qiáng)型航天塑料(SEP) 封裝邏輯產(chǎn)品后，再次推出全新的可編程邏輯器件(PLD) 系列。該產(chǎn)品系列能夠在單個(gè)器件中集成多達(dá) 40 個(gè)組合和順序邏輯及模擬功能，與分立式邏輯實(shí)施方案相比，可幫助將電路板尺寸縮小高達(dá) 94%，并降低系統(tǒng)成本。此外，與市場(chǎng)上的同類(lèi)可編程邏輯器件相比，新產(chǎn)品系列還大幅節(jié)省了空間。

圖 | TI PLD 整合了多達(dá) 40 個(gè)數(shù)字和 模擬邏輯元件，來(lái)源：TI

結(jié)合TI自研的InterConnect Studio 工具，工程師可在沒(méi)有任何編碼經(jīng)驗(yàn)的情況下，通過(guò)GUI圖形界面去配置TI的PLD器件，并在數(shù)分鐘內(nèi)設(shè)計(jì)、仿真和配置其器件以進(jìn)行評(píng)估。

關(guān)于降本這一塊，德州儀器邏輯產(chǎn)品系統(tǒng)經(jīng)理Jose Gonzalez表示：“這種可編程邏輯器件可以簡(jiǎn)化整個(gè)采購(gòu)流程，進(jìn)而幫助下游工程師優(yōu)化BOM物料清單。由于所有的邏輯功能都集成到了單個(gè)IC上，因此可以減少采購(gòu)團(tuán)隊(duì)購(gòu)買(mǎi)、入庫(kù)、放置的時(shí)間，因此系統(tǒng)性成本可以同步降低?！?/p>

圖 | TI全新的PLD系列可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減小面積，縮減BOM，來(lái)源：TI

以典型的CANbus仲裁方案為例，它被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)等CAN應(yīng)用場(chǎng)景，其中會(huì)用到5個(gè)分立的邏輯門(mén)，系統(tǒng)就相對(duì)復(fù)雜。如果我們用TI今天發(fā)布的PLD系列，那么可以用一個(gè)器件取而代之，同時(shí)把面積減小94%，把BOM縮減80%。

值得一提的是，TI本次推出的PLD系列擁有多種封裝選項(xiàng)和規(guī)格，包括超小型引線式封裝和QFN等，非常適合汽車(chē)、工業(yè)、個(gè)人電子產(chǎn)品等應(yīng)用場(chǎng)景。

此外，該全新 PLD 的靜態(tài)電流小于 1μA，有功功率比市場(chǎng)上的同類(lèi)器件低 50%，因此其低功耗特性有助于延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)工具、電池包和游戲控制器等產(chǎn)品的電池續(xù)航時(shí)間。

同時(shí)，TI的所有新 PLD 產(chǎn)品均支持通用輸入/輸出、查找表、數(shù)字觸發(fā)器、管道延遲、濾波器和電阻-電容振蕩器。其中，TPLD1201 和 TPLD1202 器件還集成了模擬比較器等模擬功能，具有內(nèi)部可選電壓基準(zhǔn)選項(xiàng)和遲滯；TPLD1202 具有串行外設(shè)接口、I2C、看門(mén)狗計(jì)時(shí)器和狀態(tài)機(jī)等附加功能。

對(duì)此，Luke Trowbridge總結(jié)道：“對(duì)于全新的TPLD器件來(lái)說(shuō)，有三個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：第一，工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)封裝，帶引線的封裝和無(wú)引腳的封裝可以適配不同場(chǎng)合。第二，低功耗，低至1μA的靜態(tài)電流。第三，相對(duì)以前商業(yè)級(jí)的溫寬，我們現(xiàn)在能夠提供-40℃到125℃超寬的溫度工作范圍，非常適合像PLC這樣的工業(yè)系統(tǒng)電源管理應(yīng)用?！?/p>

圖 | 8款器件都已經(jīng)在預(yù)量產(chǎn)的狀態(tài)，來(lái)源：TI

在供貨方面，8款器件都已經(jīng)在預(yù)量產(chǎn)的狀態(tài)，目前可以通過(guò)ti.com官網(wǎng)進(jìn)行下單并購(gòu)買(mǎi)。此外，我們還會(huì)提供通用的USB編程器、評(píng)估的模塊，并且剛才提到的TI InterConnect Studio工具也是免費(fèi)的，可以在TI官網(wǎng)進(jìn)行下載。