Предлагаемая статья содержит сведения справочно-информационного характера по программируемым логическим интегральным схемам (ПЛИС), производимым китайской фирмой GOWIN Semiconductor Corp. Помимо обзора всей номенклатуры ПЛИС GOWIN с указанием основных характеристик и особенностей каждого их семейства, в первой части статьи содержится информация о базовых характеристиках и параметрах каждой серии ПЛИС внутри этих семейств и каждой линейки ПЛИС внутри этих серий, представленная в табличной форме. Статья предназначена для разработчиков электронной аппаратуры на ПЛИС и студентов специальностей, связанных с цифровой электроникой.
В настоящее время в мире насчитывается около десятка крупнейших производителей программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), крупнейшие из которых: Xilinx, Intel (Altera), Lattice Semiconductor, Actel, Atmel. Наряду с перечисленными «китами» программируемой логики, разработкой и производством ПЛИС успешно занимается сравнительно молодая китайская компания GOWIN.
Основанная в 2014 году корпорация GOWIN Semiconductor Corp [1] со штаб-квартирой в Китае, отделениями в Корее, США и Тайване осуществляет разработку и производство ПЛИС на своих производственных площадях. Номенклатура производимой компанией продукции включает широкий ассортимент, состоящий из нескольких семейств программируемых логических устройств, инструментального программного обеспечения для проектирования электронной аппаратуры на базе своих ПЛИС, ядер интеллектуальной собственности (IP-ядер), эталонных образцов и наборов для разработки. Корпорация GOWIN декларирует своё стремление обслуживать клиентов на потребительском, промышленном, коммуникационном, медицинском и автомобильном рынках по всему миру.
Важной особенностью продукции GOWIN является её низкая стоимость – ПЛИС от GOWIN в разы дешевле аналогичных по параметрам устройств от других вышеперечисленных производителей.
В настоящее время вся продукция ПЛИС от GOWIN представлена тремя семействами: LittleBee, Arora и Arora V. Каждое из семейств включает несколько серий ПЛИС, как показано в табл. 1.
Каждая из серий ПЛИС в каждом семействе включает линейку из одного или более устройств. В рамках первой части предлагаемой статьи приведена краткая обобщённая характеристика ПЛИС каждого из семейств. Вся информация по всем доступным устройствам, включая руководства пользователя и рекомендации по применению каждой серии ПЛИС GOWIN, представлена для бесплатной загрузки на сайте www.gowinsemi.com. Для доступа к ней необходимо зарегистрироваться на указанном сайте.
В семействе также имеются устройства, оптимизированные для приложений с низким энергопотреблением.
Часть устройств из семейства LittleBee имеют встроенные аппаратные процессорные ядра ARM Cortex-M, Synopsys ARC, а также так называемые ядра защиты Security Core и аппаратные ядра Bluetooth LE, то есть являются не «чистыми» ПЛИС, а так называемыми системами на кристалле (SoC), объединяющими в своём составе программируемую логику и процессорное ядро, выполняющее пользовательскую программу из встроенной памяти. Процессорное ядро и программируемая логика могут взаимодействовать как друг с другом, так и с внешними устройствами через набор внутренних шин, внешних интерфейсов и через линии GPIO.
Доступная в настоящее время номенклатура серий семейства GOWIN LittleBee представлена в табл. 2–8. Данные взяты с сайта GOWIN Semiconductor Corp [1].
Типичные характеристики ПЛИС семейства LittleBee следующие:
Помимо входов синхросигнала PCLK, используемых в ПЛИС семейства LittleBee в качестве источников глобального синхросигнала (GCLK), в ПЛИС также имеются входы высокоскоростного синхросигнала HCLK с меньшими по сравнению с PCLK внутренними задержками распространения, предназначенные для синхронизации критичных к задержкам узлов и интерфейсов ПЛИС.
Типичные значения внутренних задержек ПЛИС GOWIN серии GW1N приведены в табл. 9 [2].
Таблица 9. Типичные значения внутренних задержек ПЛИС GOWIN серии GW1N семейства LittleBee
Типичные значения задержек BSRAM ПЛИС GOWIN серии GW1N приведены в табл. 10 [2].
Типичные значения задержек синхросигналов и сигналов в линиях I/O ПЛИС GOWIN серии GW1N приведены в табл. 11а [2]. Для сравнения в табл. 11б приведены типичные значения задержек синхросигналов и сигналов в линиях I/O ПЛИС Intel (Altera) популярной серии MAX 10 [3].
Типичные значения параметров PLL ПЛИС GOWIN серии GW1N приведены в табл. 12 [2].
Как можно видеть из вышеприведенной информации, ПЛИС семейства LittleBee по своим ресурсам подходят для разработки приложений малой и средней сложности.
Доступная в настоящее время номенклатура серий семейства GOWIN Arora представлена в табл. 13–17. Данные взяты с сайта GOWIN Semiconductor Corp [1].
Типичные характеристики ПЛИС семейства Arora следующие:
Типичные характеристики встроенной блочной памяти BSRAM ПЛИС GOWIN серии GW2A семейства Arora [4]:
Помимо входов синхросигнала PCLK, используемых в ПЛИС семейства Arora в качестве источников глобального синхросигнала (GCLK), в ПЛИС также имеются входы высокоскоростного синхросигнала HCLK с меньшими по сравнению с PCLK внутренними задержками распространения, предназначенные для синхронизации критичных к задержкам узлов и интерфейсов ПЛИС.
Типичные значения внутренних задержек ПЛИС GOWIN серии GW2A приведены в табл. 18 [4].
Типичные значения задержек BSRAM ПЛИС GOWIN серии GW2A приведены в табл. 19 [4].
Типичные значения задержек синхросигналов и сигналов в линиях I/O ПЛИС GOWIN серии GW2A приведены в табл. 20 [4].
Типичные значения параметров PLL ПЛИС GOWIN серии GW2A приведены в табл. 21 [4].
Как можно видеть из вышеприведенной информации, ПЛИС семейства Arora по своим ресурсам подходят для разработки приложений средней сложности.
Доступная в настоящее время номенклатура серий семейства GOWIN AroraV представлена в табл. 22, 23. Данные взяты с сайта GOWIN Semiconductor Corp [1].
Типичные характеристики ПЛИС семейства Arora V следующие:
Линии GPIO ПЛИС поддерживают следующие стандарты ввода-вывода: LVCMOS, PCI, LVTTL, SSTL, HSTL, LVDS, Mini_LVDS, RSDS, PPDS, BLVDS. Для каждой линии GPIO в ПЛИС могут быть включены внутренние резисторы подтяжки к питанию, к общему проводу и режим открытого коллектора. Логика линий GPIO ПЛИС может функционировать в базовом режиме, режиме SDR, режиме DDR.
Помимо многочисленных входов синхросигнала PCLK (32 входа), используемых в ПЛИС семейства Arora V в качестве источников глобального синхросигнала (GCLK), в ПЛИС также имеются многочисленные входы высокоскоростного синхросигнала HCLK (от 16 до 24 входов) с меньшими по сравнению с PCLK внутренними задержками распространения, предназначенные для синхронизации критичных к задержкам узлов и интерфейсов ПЛИС.
Типичные характеристики встроенного модуля DSP ПЛИС GOWIN серии GW5A семейства Arora V [5]:
Типичные значения задержек BSRAM ПЛИС GOWIN серии GW5A на момент выхода этой статьи производитель не представил.
Типичные значения задержек синхросигналов и сигналов в линиях I/O ПЛИС GOWIN серии GW5A на момент выхода этой статьи производитель не представил.
Типичные значения параметров PLL ПЛИС GOWIN серии GW5A на момент выхода этой статьи производитель не представил.
Как можно видеть из вышеприведенной информации, ПЛИС семейства Arora V по своим ресурсам подходят для разработки приложений большой сложности.
Обзор рынка анализаторов спектра и сигналов
В статье приводится обзор состояния рынка анализаторов спектра (АС), включая настольные и портативные варианты исполнения, а также рынка анализаторов фазового шума (ФШ) на основе информации из открытых источников (Федеральный информационный фонд по обеспечению измерений ФГИС «АРШИН») [1]. Проведён анализ изменения конъюнктуры рынка и объёмов потребления начиная с 2019 года, включая новых производителей оборудования, вышедших на рынок после февраля 2022 года. 15.04.2024 СЭ №4/2024 547 0 0Частицы в ультрачистой воде
Статья написана по материалам международной технологической дорожной карты для полупроводников (IRDS™ 2023) и посвящена обзору технологии контроля концентрации частиц в ультрачистой воде. 15.04.2024 СЭ №4/2024 580 0 0Двухканальный индикатор уровня звука на базе микроконтроллера EFM8LB12 и дисплея OLED 1306
В статье приведены принципиальная схема, разводка и внешний вид платы, программные средства и результаты работы двухканального индикатора уровня звука на основе микроконтроллера (МК) EFM8LB12, двух ОУ MCP6002 и дисплея OLED 1306, на котором для каждого канала отражаются гистограммы с высотой, пропорциональной уровню звука соответствующего канала. Такой индикатор может быть установлен на переднюю панель аудиоусилителя. По сравнению с похожими покупными индикаторами описываемый индикатор отличается простотой и стоит в несколько раз дешевле. 15.04.2024 СЭ №4/2024 527 0 0Электронные датчики и радары в системе беспроводной связи ОТА, LOP и E-peas
В будущем разработчиков РЭА ожидает эра «одноразовых» устройств: «установил и забыл» – надёжные, устойчивые к внешним воздействиям среды, но не предназначенные для ремонта. Одна из важных решаемых задач – сочетание сбора энергии из среды, её преобразование в электрическую и применение датчиков и микроконтроллеров с крайне низким энергопотреблением. В сочетании с технологиями E-peas (Electronic portable energy autonomous systems – автономные портативные электронные системы), LOP (с низким энергопотреблением) и решениями NXP возникают перспективы датчиков положения, давления и измерения сопутствующих величин от OEM-производителей. С аппаратными настройками и масштабируемостью производительности РЭА в формате процессоров S32R с исключением ошибок в передаче данных аналогового и смешанного сигнала беспроводным способом на небольшие расстояния. В статье представлены примеры системных решений для организации и управления питания датчиков РЭА, задействованных в беспроводной передаче данных, сетевых технологиях и транспортной технике с беспроводной сетью ОТА (Over-the-air – по воздуху). 15.04.2024 СЭ №4/2024 550 0 0