基于FLASH和反熔丝技术的FPGA你知道多少

由于航天应用对可靠性提出了更高的要求，这是与一般的FPGA开发最大的不同。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。以FLASH和反熔丝技术为基础的FPGA与以SRAM为基础的FPGA相比，在抗单粒子事件方面具有很大的优势，可靠性高。

ACTEL公司是可编程逻辑解决方案供应商。它提供了多种服务，包括基于反熔丝和闪存技术的FPGA、高性能IP核、软件开发工具和设计服务，定位于高速通信、ASIC替代品和防辐射市场。ACTEL公司基于FLASH结构的FPGA ProASICPLUS系列，以低成本提供较多的系统门，在军品和宇航级上有较大优势。

ProASICPLUS系列FPGA采用第二代基于FLASH技术的0.22μm标准CMOS工艺，是一种单芯片解决方案，无需外部配置器件，上电即能运行而且断电之后能够保存配置代码。它具有较低的功耗和高性能的布线结构。每个输入口可选择施密特触发结构，I/O可以工作在2.5V或者3.3V电压下，具有双向的全局I/O口，兼容PCI规范，可实现总线接口。

ProASICPLUS系列FPGA与基于SRAM技术的FPGA的最大不同在于它使用上电即运行的FLASH开关作为可编程元素。FLASH开关结构如下图所示，由两个具有悬浮特性的MOS晶体管保存可编程信息，它通过充电或者放电来决定两个金属线路之间的开关状态。其中的传感器晶体管用于悬浮电荷的写入及检测，开关晶体管用于连接或隔离线路以及配置逻辑，也可用于栅电荷的清除。

ProASICPLUS系列FPGA核心逻辑单元结构见下图所示，每个逻辑单元有三个输入和一个输出，除三输入异或功能外的任何三输入一输出逻辑功能都可在一个逻辑单元中实现，逻辑单元还可以配置成带清除和置位的锁存器和触发器，因此逻辑单元可以灵活地配置成各种组合逻辑门和寄存器，实现各种逻辑功能。