萊迪思半導體公司   Douglas Hunter

摘要：設計人員通常要對新的設計中所采用的器件進行評估。MachXO迷你開發套件是一個易于使用的低成本平臺，能對MachXO 可編程邏輯器件進行快速、有效的評估。開發套件還能夠幫助設計人員快速啟動工程設計。

關鍵詞：MachXO非易失可編程邏輯；開發電路板

如今大多數工程師多少了解一些可編程邏輯設計技術。據廣泛的報道，ASIC設計開始呈下降趨勢，為了對新的設計中所采用的器件進行評估，設計人員越來越需要有一些實用的方法。

可編程邏輯已經走過了漫長的道路，從早期的簡單可編程陣列邏輯（PAL）到當前的集成度，目前來自各廠商的可編程器件產品越來越復雜，這些產品難以使設計工程師區分某一特殊的器件在實時環境中是如何工作的。根據特殊器件的應用，通常都配有很好的文檔來描述產品的性能，產品說明書中詳述了大多數關鍵的參數。然而對可編程器件而言，情況遠不止如此，器件內設計的變化會產生對整體系統性能的影響。器件內的布線因素、印刷電路板上高速信號的布局和其他變量均是較后實現設計的一個重要組成部分。

萊迪思半導體的MachXO系列非易失性無限重構可編程邏輯器件（可編程邏輯器件）就是一個很好的例子，這種器件專為傳統上用CPLD或低密度FPGA實現的應用而設計。設計該器件的目的是能夠廣泛用于需要通用I / O擴展、接口橋接和電源管理功能的應用。器件擁有嵌入式存儲器、內置的PLL、高性能的LVDS I / O、遠程現場升級（ TransFRTM技術）和低功耗睡眠模式，所用這些功能都整合在單個器件之中，該器件系列提供了增加系統集成度的優勢。

設計工程師和他的管理層肯定不希望對只是用于評估目的的設計花費大量的精力和資源。相反，他們希望有一個減少時間投入的解決方案，而不是一個很長的產品評估程序。評估方法和程序必須相對較快、有效率，并能夠節約成本。

現在的問題變成評估一個器件如何實現特定的任務。可以采用的一種方法是使用制造商的評估板，在所選的器件上運行已知的參考設計，并測量其性能。針對較后打算實現的任務，這種做法的主要問題是確定哪些設計和程序將有助于評估這種器件是否合適。

針對MachXO器件的一個解決方案是迷你開發電路板，在電路板上已經安裝了MachXO LCM02280器件。這個器件的參數性能對整個器件系列來說都是典型的。為了使工程師能夠快速啟動，在工廠已對該器件預編程了一個典型的微型的片上系統設計，集成了多個“軟”的元件，如LatticeMico8 8位微控制器，針對電路板上的SPI存儲器控制器的外設控制器、SRAM控制器、UART和與WISHBONE 互連的I2C主控制。該評估板還包含一組LED和開關，以及SPI閃存、SRAM和一個I2C溫度傳感器。用電路板上的開關并通過Windows或Linux操作系統終端的菜單驅動接口來控制電路板，并通過一個RS-232/USB接口對器件進行編程。電路板通過USB接口供電，因此不需要外接電源。整個系統如圖1所示。

圖1

一旦在電路板上運行迷你SoC演示程序，很容易獲得該參考設計的源代碼，其中包括硬件描述語言、固件和快速定制設計應用所需的設計工具。

電路板上的I2C總線連接MachXO至一個溫度傳感器。迷你的SoC演示使用LatticeMico8微控制器在一個時間段內采樣溫度傳感器，將結果存入電路板上的SRAM，并在LED陣列上顯示結果，或通過RS-232/USB鏈路終端接口在PC上運行。電路板上還提供了一個SPI總線，連接MachXO到2M位的非易失SPI閃存。迷你的SoC演示程序使用LatticeMico8控制SRAM和SPI閃存之間的傳輸。

評估板允許工程師來測量驅動強度、速度和已安裝器件的信號開關特性。

一旦工程師熟悉了完整的參考設計，他或她就可以使用開發工具對設計進行修改，以便觀察整體性能的效果。萊迪思的免費ispLEVER開發工具擁有一個全面的設計環境，并包括所有設計所需的設計輸入、綜合、映射、布局和布線、I / O規劃、仿真、項目管理，以及器件編程等。ispLEVER內包含了業界領先的Aldec®公司和Synopsys ®公司的綜合和仿真工具。

處理工藝使尺寸不斷減少的特征意味著越來越需要某種形式的“黃金”標準，為工程師提供對器件進行評估的正確工具。針對制造后的可編程功能的某種形式，目前制造業相關的成本成為了原動力。針對評估和這些器件的編程，選擇工具是設計人員早期采納的一個主要考慮因素。

參考文獻：

1 Lattice MachXO 數據手冊

2 http://www.latticesemi.com.cn/products/cpldspld/machxo/default.htm

3 http://www.latticesemi.com/products/developmenthardware/
developmentkits/machxominidevelopmentkit.cfm