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可编程ASIC器件如何分类及有哪些特点【建筑工程类独家文档首发】
目前，可编程ASIC器件已经是一个非常庞大的家族了，生产厂家众多、产品名称各异、制造工艺和结构也不尽相同。例如，目前生产可编程ASIC器件的厂家有主要有XILINX、ALTERA、LATTICE、ACTEL、ATMEL、AMD、CYPRESS、INTEL、MOTOROLA、TI（TEXASINSTRUMENT）等厂家。各厂家又有不同的系列和产品名称，器件结构和分类更是不同。目前，常见的可编程ASIC器件有FPGA，CPLD，GAL，PAL，PLA和PROM等。由于历史的原因，对可编程ASIC器件的命名不很规范，可编程ASIC器件有多种分类方法，没有统一的分类标淮。本节介绍其中几种比较通行的分类方法。1．编程ASIC器件的集成度分类集成度是集成电路一项很重要的指标，如果从集成密度上分类，可分为低密度可编程ASIC器件和高密度可编程ASIC逻辑器件。通常，当PLD中的等效门数超过500门，则认为它是高密度PLD。如果按照这个标准，PROM、PLA、PAL和GAL器件属于低密度可编程ASIC器件，而CPLD和FPGA属于高密度可编程ASIC器件。２．从互连结构上分类从互连结构上可将PLD分为确定型和统计型两类。确定型PLD是指互连结构每次用相同的互连线实现布线，所以线路的时延是可以预测的，这类PLD的定时特性常常可以从数据手册上查阅而事先确定。这种基本结构大多为与或阵列的器件，它能有效地实现积之和形式的布尔逻辑函数。包括简单PLD器件(PROM，PLA，PAL和GAL)和CPLD。目前除了FPGA器件外，基本上都属于这一类结构。确定型PLD是通过修改与有固连内部电路的逻辑功能来编程.统计型结构的典型代表是FPGA。它是指设计系统每次执行相同功能，都能给出不同的布线模式，一般无法确切地预知线路的时延。所以，设计系统必须允许设计者提出约束条件，如关键路径的时延。统计型结构的可编程ASIC器件主要通过改变内部连线的布线来编程。３．编程元件上分类（１）熔丝(Fuse)或反熔丝开关。熔丝开关是最早的可编程元件，由熔断丝组成。在需要编程的互连节点上设置相应的熔丝开关。在编程时，需要保持连接的节点保留熔丝，需要去除连接的节点熔丝用电流熔断，最后留在器件内的熔丝模式决定相应的器件逻辑功能。它是一次可编程器件，缺点是占用面积大、要求大电流、难于测试。使用熔丝开关技术的可编程ASIC器件如PROM，PAL和xilinx的XC5000系列器件等。反熔丝元件克服了熔丝元件的缺点，在编程元件的尺寸和性能比熔丝开关有显著的改善。反熔丝开关通过击穿介质达到连通线路的目的。反熔丝在硅片上只占一个通孔的面积，因此反熔丝占用硅片面积小，对提高芯片的集成密度很有利。（２）浮栅编程技术浮栅编程技术包括紫外线擦除、电编程的UVEPROM，以及电编程的EEPROM和闪速存储器（FlashMemory）。它们都用悬浮栅存储电荷的方法来保存编程数据。所以在断电时，存储数据不会丢失。GAL和大多数CPLD都用这种方式编程。（３）SRAM配置存储器使用静态存储器SRAM存储配置数据，称配置存储器。目前Xilinx公司生产的FPGA主要采用了这种编程结构。这种SRAM配置存储器具有很强的抗干扰性。与其它编程元件相比，具有高密度和高可靠性的特点。第1类、第2类和第3类器件称为非易失性器件，它们在编程后，即使掉电配置数据仍保持在器件上；第4类器件即SRAM器件称为易失性器件，每次掉电后配置数据会丢失，在每次上电时需要进行重新配置。４．从可编程特性上从可编程特性上可分为一次可编程和重复可编程两类。由于熔丝或反熔丝器件只能写一次，所以称一次性编程器件器件，其它方式编程的器件均可以多次编程。一次可编程的典型产品是PROM、PAL和熔丝型FPGA。在重复可编程的器件中，用紫外线擦除的产品的编程次数一般在几十次的量级，采用电擦除方式的次数稍多些，采用E2CMOS艺的产品，擦写次数可达上千次，而采用SRAM（静态随机存取存储器）结构，则被认为可实现无限次的编程。
结语：任何一个人，都要必须养成自学的习惯，即使是今天在学校的学生，也要养成自学的习惯，因为迟早总要离开学校的！自学，就是一种独立学习，独立思考的能力。行路，还是要靠行路人自己。努力学习，勤奋工作，让青春更加光彩。本文由王敏老师编辑整理，感谢大家的支持！