'

Программируемые Аналоговые Интегральные Схемы

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Программируемые Аналоговые Интегральные Схемы


Слайд 1

Производители и виды выпускаемых схем. Первые ПАИС были изготовлены в июне 2000 года. Чип 6 мм х4 мм содержал 4х3 массива  аналоговых модулей. С 2000 года фирма Lattice Semiconductor выпускает программируемые аналоговые интегральные схемы (ПАИС) семейства ispPAC (In-System Programmable Analog Circuit) с программированием в системе. ispPAC-10 ispPAC-20 ПАИС семейства ispPAC содержат: • схемы последовательного интерфейса, регистры и элементы электрически репрограммируемой энергонезависимой памяти (EEPROM), обеспечивающие конфигурирование матрицы; • программируемые аналоговые ячейки (PACcells) и состоящие из них программируемые аналоговые блоки (PACblocks); • программируемые элементы для межсоединений (ARP - Analog Routing Pool).


Слайд 2

Компания Fast Analog Solution предлагает такие микросхемы в серии TRAC. Фирма обозначает их как Field Programmable Analog Devices (FPAD). Разработкой в области программируемых аналоговых схем занимаются также и ведущие российские компаний. Так, специалисты ОАО "НИИТТ и завод "Ангстрем" сосредоточили усилия на разработке и производстве аналого-цифровых БМК (базовых матричных кристаллов) типа "Руль" Н5515ХТ1, Н5515ХТ101, предназначенных для систем сбора данных, контроля и управления, для медицинской техники и контрольно-измерительной аппаратуры.


Слайд 3

ПАИС компании Anadigm Компания Anadigm выпускает ПАИС 2-го и 3-го поколения. AN120E04, AN121E04, AN220E04, AN221E04 – ПАИС второго поколения, построенная по схемотехнике на переключаемых конденсаторах, обеспечивает широкую полосу частот обработки сигналов, низкий коэффициент гармоник и интермодуляционных искажений, возможность создавать практически любые схемы аналоговой обработки, снижая затраты на разработку и последующий редизайн изделий.


Слайд 4


Слайд 5

Достоинства: Полностью дифференциальная архитектура Дифференциальные входы и выходы Низкое напряжение смещения в режиме прецизионного входа Встроенный регистр последовательных приближений Функции линеаризации Мультиплексор 4:1 Полоса частот 0 – 2МГц Отношение сигнал/шум 100 дБ Коэффициент гармоник -80 дБ Корпус для поверхностного монтажа QFP-44 Напряжение питания +5В Устойчивость к статическому напряжению 4000В Области применения: Схемы обработки сигналов датчиков Комплексная фильтрация Системы промышленной автоматики Системы медицинской диагностики и мониторинга Адаптивные схемы аналоговой обработки Прецизионные схемы управления Схемы ультра низкочастотной обработки сигналов Линеаризация сигналов Достоинства: Динамическое переконфигурирование Полностью дифференциальная архитектура Дифференциальные входы и выходы Низкое напряжение смещения в режиме прецизионного входа Встроенный регистр последовательных приближений Функции линеаризации Мультиплексор 4:1 Полоса частот 0 – 2МГц Отношение сигнал/шум 100 дБ Коэффициент гармоник -80 дБ Корпус для поверхностного монтажа QFP-44 Напряжение питания +5В Устойчивость к статическому напряжению 4000В Области применения: Схемы обработки сигналов датчиков Комплексная фильтрация Системы промышленной автоматики Системы медицинской диагностики и мониторинга Адаптивные схемы аналоговой обработки Прецизионные схемы управления Схемы ультра низкочастотной обработки сигналов Схемы управления модуляторов и приемников полупроводниковых лазеров Линеаризация сигналов AN120E04 Сравнительные характеристики AN121E04


Слайд 6

Достоинства: Динамическое переконфигурирование 4 конфигурируемые ячейки ввода-вывода 8-разрядный АЦП последовательного приближения Полностью дифференциальная архитектура Дифференциальные входы и выходы Низкое напряжение смещения в режиме прецизионного входа Функции линеаризации Мультиплексор 4:1 Полоса частот 0 – 2 МГц Отношение сигнал/шум 100 дБ Коэффициент гармоник -80 дБ Корпус для поверхностного монтажа QFP-44 Напряжение питания +5 В Устойчивость к статическому напряжению 4000 В Области применения: Схемы аналоговой обработки, программно управляемые в реальном времени Адаптивная фильтрация Адаптивная аналоговая обработка для ЦСП Адаптивные системы промышленной автоматики Системы с авто калибровкой Компенсация разбросов параметров компонентов систем Прецизионные схемы управления Схемы ультра низкочастотной обработки сигналов Адаптивная линеаризация сигналов


Слайд 7

Достоинства: Динамическое переконфигурирование 4 конфигурируемые ячейки ввода-вывода 8-разрядный АЦП последовательного приближения Полностью дифференциальная архитектура Дифференциальные входы и выходы Низкое напряжение смещения в режиме прецизионного входа Функции линеаризации Мультиплексор 4:1 Полоса частот 0 – 2 МГц Отношение сигнал/шум 100 дБ Коэффициент гармоник -80 дБ Корпус для поверхностного монтажа QFP-44 Напряжение питания +5 В Устойчивость к статическому напряжению 4000 В Области применения: Схемы аналоговой обработки, программно управляемые в реальном времени Адаптивная фильтрация Адаптивная аналоговая обработка для ЦСП Адаптивные системы промышленной автоматики Системы с авто калибровкой Компенсация разбросов параметров компонентов систем Прецизионные схемы управления Схемы ультра низкочастотной обработки сигналов Адаптивная линеаризация сигналов


Слайд 8


Слайд 9


Слайд 10

Программируемые аналоговые интегральные схемы 3-го поколения AN131E04/ AN231E04 Процессоры аналоговой обработки сигналов Области применения: Схемы аналоговой обработки, программно управляемые в реальном времени Обработка ПЧ RFID считывателей Адаптивная фильтрация и управление Адаптивная аналоговая обработка для ЦСП Адаптивные системы промышленной автоматики Системы с авто калибровкой Компенсация разбросов параметров компонентов систем Прецизионные схемы управления Схемы ультра низкочастотной обработки сигналов Адаптивная линеаризация сигналов


Слайд 11

Достоинства: Динамическое переконфигурирование; Полностью дифференциальная архитектура 7 конфигурируемых ячеек ввода/вывода; Низкое напряжение смещения в режиме прецизионного входа – менее 50 мкВ; Буферные преобразователи несимметричных сигналов в дифференциальные; Функции линеаризации; Мультиплексор 4:1; Полоса частот 0 – 2 МГц; Отношение сигнал/шум 120 дБ; Коэффициент гармоник -100 дБ; Корпус для поверхностного монтажа QFN-44; Напряжение питания +3,3В; Устойчивость к статическому напряжению 4000 В


Слайд 12


Слайд 13

Обобщенная архитектура FPAA.


Слайд 14

Архитектура ПАИС имеет простой и гибкий конфигурационный интерфейс. Он предназначен для работы как в автономном режиме, так и для связи с внешними SPI_ или FPGA EPROM_интерфейсами. В режиме FPGA EPROM после включения питания конфигурация из EPROM будет автоматически загружена в FPAA, и устройство сразу же начнет работать. Конфигурационный интерфейс также выполняет функцию связи FPAA с внешним микроконтроллером через SPI_порт в режиме ведомого устройства. С его помощью возможно наращивание количества ПАИС для создания больших систем аналоговой обработки


Слайд 15

КОНФИГУРИРУЕМЫЕ АНАЛОГОВЫЕ БЛОКИ обобщенная структура одной из ячеек матрицы КАБ. Каждая ячейка содержит статические и динамические ключи. Динамические ключи управляются входными и тактовыми сигналами, а также логикой регистра последовательного приближения. Статические ключи определяют общие схемы коммутации блоков, значения ёмкостей конденсаторов и подключение входов. Конфигурируемый аналоговый блок содержит также группу из восьми программируемых конденсаторов, каждый из которых может иметь относительное значение ёмкости от 0 до 255 единиц. Для элементов КАМ важно не абсолютное значение ёмкости, а соотношение между ними, которое выдерживается с точностью не меньше 0,1%.


Слайд 16

Программное обеспечение.


Слайд 17


Слайд 18

AnadigmPID – мощное средство для разработки замкнутых систем с обратной связью. Он позволяет разрабатывать регуляторы в любом сочетании, включая формы I, PI, PD, и PID. Основные входные параметры разработки - это коэффициенты усиления каждого из каналов регулятора. Данные разработки схемы контроллера автоматически и непрерывно передаются из AnadigmPID в AnadigmDesigner2. По окончании разработки контроллера PID, дальнейшая его модификация может осуществляться стандартными средствами AnadigmDesigner2.


Слайд 19

AnadigmFilter – это мощный инструмент, позволяющий разрабатывать более сложно организованные фильтры, чем имеющиеся в базе стандартных КАМ. Стандартные библиотеки КАМ содержат лишь фильтры первого и второго порядков, в которых пользователь устанавливает только величины частоты среза, усиление и добротность. Стандартные библиотечные элементы фильтров могут быть сгруппированы в фильтры более высоких порядков, но для того, чтобы сделать это наиболее эффективно, необходимо использовать дополнительные справочные материалы по разработке фильтров и выполнять громоздкие вычисления вручную. В качестве альтернативы выступает инструмент AnadigmFilter, полностью


Слайд 20


Слайд 21


Слайд 22

Входной сигнал Выходной сигнал


Слайд 23


Слайд 24

АЧХ, полученная в ППП «APRA-ЧГУ» АЧХ, полученная в AnadigmDesigner2


Слайд 25

Таблица полученных результатов


Слайд 26


Слайд 27


×

HTML:





Ссылка: