Программируемые элементы

Три основных типа программируемых элементов в FPGA – статическая RAM, проводящие мостики (anti-fuses) и flash EEPROM. Рассмотрим каждый из этих блоков подробнее.

FPGA программируется с помощью электрически программируемых переключателей (SB – switching blocks). Такие свойства этих SB, как размер (size), сопротивление в открытом состоянии (on-resistance) и ёмкостное сопротивление (capacitance) во многом определяются параметры самой FPGA архитектуры.

1) SRAM Programming technology.

Как было отмечено ранее, использует статические RAM ячейки для управления pass gates или мультиплексорами (рис. 52.2). Они используются в устройствах от таких производителей как Xilinx, Plessey Algotronix и др.

Когда в ячейке SRAM хранится 1, pass gate работает как закрытый переключатель и может использоваться в качестве соединителя между двумя проводниками. Если же в ячейке хранится 0, тогда переключатель открыт, транзистор обладает высоким сопротивлением => между двумя проводниками находится участок с высоким сопротивлением. Для мультиплексора (52.2b) состояние ячейки SRAM определяет, какое из входов мультиплексора будет соединен с его выходом.

Т.к. SRAM является энергозависимой, FPGA должно быть загружено и настроено в момент включения устройства. Для этого необходимо наличие внешней энергонезависимой памяти, в которой находятся необходимые конфигурационные биты для SRAM. В качестве таких элементов может выступать PROM, EPROM, EEPROM.

Недостатки:

a) Серьезным недостатком SRAM является ее большой размер. Для создания одной ячейки SRAM необходимо по крайней мере 5 транзисторов, + для создания непосредственно программируемого переключателя необходим один транзистор.

Преимущества:

a) Быстрое перепрограммирование.

b) Достаточно просты в реализации.