【導讀】當可編程邏輯器件受到高能粒子的撞擊時，撞擊過程中產(chǎn)生的能量會改變器件中的可配置的SRAM單元的配置數(shù)據(jù)，無法預測系統(tǒng)運行的狀態(tài)，從而引起整個系統(tǒng)失效。在航天設備中要嚴禁出現(xiàn)這種情況，這就需要更可靠更安全的可編程邏輯器件。以FLASH和反熔絲技術為基礎的FPGA與以SRAM為基礎的FPGA相比，在抗單粒子事件方面存在更大的優(yōu)勢，可靠性更高。
ACTEL公司是可編程邏輯解決方案供應商。它提供了多種服務，包括基于反熔絲和閃存技術的FPGA、高性能IP核、軟件開發(fā)工具和設計服務，定位于高速通信、ASIC替代品和防輻射市場。ACTEL公司基于FLASH結構的FPGA ProASICPLUS系列，以低成本提供較多的系統(tǒng)門，在軍品和宇航級上有較大優(yōu)勢。
ProASICPLUS系列FPGA采用第二代基于FLASH技術的0.22μm標準CMOS工藝，是一種單芯片解決方案，無需外部配置器件，上電即能運行而且斷電之后能夠保存配置代碼。它具有較低的功耗和高性能的布線結構。每個輸入口可選擇施密特觸發(fā)結構，I/O可以工作在2.5V或者3.3V電壓下，具有雙向的全局I/O口，兼容PCI規(guī)范，可實現(xiàn)總線接口。
ProASICPLUS系列FPGA與基于SRAM技術的FPGA的最大不同在于它使用上電即運行的FLASH開關作為可編程元素。FLASH開關結構如下圖所示，由兩個具有懸浮特性的MOS晶體管保存可編程信息，它通過充電或者放電來決定兩個金屬線路之間的開關狀態(tài)。其中的傳感器晶體管用于懸浮電荷的寫入及檢測，開關晶體管用于連接或隔離線路以及配置邏輯，也可用于柵電荷的清除。
圖1：FALSH開關結構圖
ProASICPLUS系列FPGA核心邏輯單元結構見下圖所示，每個邏輯單元有三個輸入和一個輸出，除三輸入異或功能外的任何三輸入一輸出邏輯功能都可在一個邏輯單元中實現(xiàn)，邏輯單元還可以配置成帶清除和置位的鎖存器和觸發(fā)器，因此邏輯單元可以靈活地配置成各種組合邏輯門和寄存器，實現(xiàn)各種邏輯功能。
圖2：FPGA核心邏輯單元結構圖
