隨著成本、功耗和容量的不斷改進,FPGA的觸角愈來愈深入各應用領域,目前有許多廠商紛紛聚焦到消費類和汽車電子領域。

QuickLogic董事會主席暨執行長E.Thomas Hart
QuickLogic董事會主席暨執行長E.Thomas Hart

QuickLogic全新的FPGA產品PolarPro系列,將FPGA應用擴展至可攜式電子產品的新領域。該產品採用小尺寸封裝,十分符合可攜式應用的需求。

由於在處理器與週邊橋接間,也就是連接到活動匯流排的FPGA,其功耗往往遠超過其靜態功耗,靜態電流僅為100μA的FPGA元件,實際操作電流可能高達幾十豪安培(mA)。

QuickLogic執行長Thomas Hart表示,在可攜式電子產品的部分,如PMP、PDA以及手機上,以上的問題普遍存在,而PolarPro元件的的電路能透過超低功耗(Very Low Power;VLP)模式進行最佳化,達成低功耗、節能的效果。

由於PolarPro具備瞬間深度休眠VLP待機模式,能使功耗降低至10μA以下。 PolarPro元件的功耗低於flash-based FPGA的1/1000、亦低於SRAM-based FPGA的1/10000。在待機模式下,PolarPro系列產品能將核心邏輯電路與I/O Pad隔離,確保於所有工作環境下都能具有節能效果。

藉由VLP節能模式與instant-on操作,主控處理器能快速地啟動PolarPro元件、或使之進入休眠狀態,如此當系統中某一元件的功能暫不需要時,系統可透過中斷機制,迅速控制硬體邏輯,節省非必要的電池消耗。

此外,PolarPro元件的多工邏輯單元,支援標準的4輸入查詢表(LUT4)功能,並支援13輸入的組合邏輯。PolarPro元件邏輯單元混合的可變子單元結構,在實行LUT4 FPGA架構時,優於傳統寬扇入(fan-in)PLD架構的使用效率。

同時,Thomas Hart指出,有鑑於在開發消費性電子產品時,系統的物料清單(BOM)常被列為斤斤計較的成本考量。而QuickLogic的ViaLink技術,能消除SRAM-based FPGA常見的供電突波電流現象,進而節省電源管理電路所需的成本。

另外,PolarPro整合FPGA邏輯與嵌入式電路,包含大陣列的內建雙埠RAM模組與共位的非同步FIFO控制器、DDR記憶體界面及時脈管理器(Configurable Clock Managers;CCM),不僅能實現高頻寬的匯流排對匯流排連接,還可補償任何元件內或電路板上的互連延遲問題;針對處理器、有線無線以及如微型硬碟、外接記憶卡及其他非揮發性儲存裝置之連接應用等,都可有效解決橋接的成本問題。而PolarPro系列在結構中整合FIFO控制器後,QuickLogic使具備該功能的晶片面積比起傳統晶片可縮小97%,因此更適合可攜式產品應用。