在FPGA制作中,sram、flash和反熔丝工艺区别?

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在FPGA制作中,sram、flash和反熔丝工艺区别?

2023-03-13 10:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

目前,市场上有三种基本的FPGA编程技术:SRAM、反熔丝、Flash。其中,SRAM是迄今为止应用范围广的架构,主要因为它速度快且具有可重编程能力,而反熔丝FPGA只具有一次可编程能力。基于Flash的FPGA是比较新的技术,也能提供可重编程功能。

基于SRAM的FPGA器件经常带来一些其他的成本,包括启动PROMS支持安全和保密应用的备用电池等。基于Flash和反熔丝的FPGA没有这些隐含成本,因此可保证较低的总系统成本。

1.基于SRAM的FPGA

这类产品是基于SRAM结构的可再配置型器件,通电时要将配置数据读入片内SRAM中,配置完成就可进入工作状态。断电后SRAM中的配置数据丢失,FPGA内部逻辑关机也随之消失,这种基于SRAM的FPGA可反复使用。

2.反熔丝FPGA

采用反熔丝编程技术的FPGA内部具有反熔丝阵列开关结构,其逻辑功能的定义由专用编程器根据设计实现所给出的数据文件,对其内部反熔丝阵列进行烧录,从而使器件实现相应的逻辑功能。

这种器件的缺点是只能一次性编程,优点是具有高抗干扰性和低功耗,适合于要求高可靠性、高保密性的定型产品。

3.基于Flash的FPGA

在这类FPGA器件中集成了SRAM和非易失性EEPROM两类存储结构。其中SRAM用于在器件正常工作时对系统进行控制,而EEPROM则用来装载SRAM。由于这类FPGA将EEPROM集成在基于SRAM工艺的现场可编辑器件中,因而可以充分发挥EEPROM的非易失性和SRAM的重配置性。

断电后,配置信息保存在片内的EEPROM中,因此不需要片外的配置芯片,有助于降低系统成本、提高设计的安全性。

以FLASH和反熔丝技术为基础的FPGA与以SRAM为基础的FPGA相比,优势主要体现在安全性、可靠性方面,例如在抗单粒子事件方面具有很大的优势。在航天应用中,对可靠性提出了更高的要求。当高能粒子撞击可编程逻辑器件时,撞击的能量会改变器件中的可配置的SRAM单元的配置数据,使系统运行到无法预知的状态,从而引起整个系统失效。这在航天设备中是必须要避免的。

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