¿Hay algún FPGA analógico?

Según tengo entendido, los FPGA son circuitos "digitales" flexibles, que le permiten diseñar, construir y reconstruir un circuito digital.

Puede sonar ingenuo o tonto, pero me preguntaba si hay FPGA u otras tecnologías "flexibles" que también ponen a disposición del diseñador componentes analógicos, como amplificadores, o A / D o D / A o transceptores o incluso componentes más simples.

He usado una línea de productos llamada Circuito analógico programable electrónicamente (EPAC), probablemente hace más de diez años, que afirmaba ser el equivalente analógico de un FPGA, y Cypress ha producido durante años una línea llamada PSoC (Programable System On Chip) que incorpora una matriz conmutable de circuitos analógicos y digitales. Tenga en cuenta que en ambos casos los dispositivos tienen un número moderadamente pequeño de bloques funcionales (de 3 a 24 en el caso del PSoC) con opciones de enrutamiento algo limitadas, en lugar de proporcionar cientos o miles de bloques con interconexiones suficientes para permitir un enrutamiento esencialmente arbitrario .

Una razón por la que los FPGA analógicos no ofrecen una flexibilidad de diseño similar a la de los dispositivos digitales es que, incluso si uno pasa una señal digital a través de docenas o cientos de niveles de enrutamiento y circuitos lógicos, cada uno de los cuales tiene una relación señal / ruido de 10 dB. (SNR), lo que significa que hay 1/3 de ruido como señal, la señal resultante puede estar limpia. Por el contrario, obtener una señal limpia de un dispositivo analógico requiere que cada etapa que atraviesa la señal debe estar limpia. Cuanto más complejo es el enrutamiento, más difícil es evitar captar señales extraviadas.

En aplicaciones que no son demasiado exigentes, puede ser útil tener una pequeña cantidad de circuitos analógicos combinados en un chip. Por ejemplo, he diseñado una caja de música que usa un PSoC para manejar un altavoz piezoeléctrico directamente; El PSoC incluye un DAC, un filtro de paso bajo de cuarto orden y un amplificador de salida. No habría sido difícil usar un chip separado para hacer el filtrado y la amplificación, pero el uso del PSoC evitó la necesidad de un chip adicional.

Este es el primer disparo de Google; parece ser una tecnología muy nueva, y solo unos pocos fabricantes la están produciendo.

No sé si la parte analógica es flexible como el bloque FPGA, pero seguro que combina las características.

ACTUALIZACIÓN: en el Actel solo hay un ADC integrado (ASIC) y un número fijo de entradas analógicas, según el modelo.

Hace años, Lattice tenía una serie llamada ispPAC con diferentes configuraciones de bloques analógicos programables en el sistema. Más complejidad a nivel de CPLD que a nivel de FPGA. Todos estos son ahora obsoletos.

Sospecho que simplemente hay demasiada variación en los requisitos entre las diferentes aplicaciones analógicas para permitir que un chip "lo haga todo". Por ejemplo, en un diseño puede necesitar un búfer de entrada ADC con una precisión de 16 bits; en otro, es posible que solo desee una precisión de 8 bits y que desee mantener el costo lo más bajo posible. No hay forma de que un bloque programable de propósito general pueda adaptarse simultáneamente a ambas aplicaciones.

Triad Semiconductor, www.TriadSemi.com , crea a través de arreglos de señales analógicas y mixtas configurables (conocidas como VCA). Estos VCA son configurables de máscara única y no programables en campo. Esto significa que hay una carga de máscara y un tiempo de procesamiento asociado con un VCA.

Los costos de fabricación de VCA son significativamente más bajos que un ASIC tradicional de señal mixta totalmente personalizado. La fabricación, el paquete y la prueba de VCA pueden ser tan cortos como cuatro semanas en comparación con los 4-6 meses para los ASIC tradicionales.

El campo analógico programable sufre graves problemas de ruido y rendimiento porque la estructura de enrutamiento contiene una gran cantidad de transistores.

Via Configurable Analog usa vias como recurso de interconexión. Estas vías son una parte estándar de un diseño totalmente personalizado, pero en una matriz analógica configurable vía solo las vías cambian para configurar un diseño en un VCA dado.

Las vías son de muy alto rendimiento, baja resistencia y bajo nivel de ruido. Los arreglos Vía configurados tienen un rendimiento de CI de señal mixta totalmente personalizado con costos de desarrollo y tiempos de fabricación mucho más bajos.

Publiqué un artículo sobre Por qué Field Analog Programmable es un poco demasiado programable en PlanetAnalog.com.

Su microcontrolador puede tener algunos componentes analógicos. Por ejemplo, el STM32F303x (A | C) tiene 4 opamps (§3.15) y 7 comparadores (§3.16).

Hay una cantidad muy limitada de personalización: por ejemplo, las salidas de los opamps se pueden conectar al ADC del microcontrolador, pero no se pueden conectar a un pin de salida ni a la entrada de un comparador interno. Sin embargo, las salidas de los comparadores se pueden conectar a un pin de salida . La matriz de interconexión completa se puede encontrar en §3.8.

También estoy seguro de que los microcontroladores de otros proveedores tienen un conjunto similar de periféricos configurables, pero he estado trabajando con la serie STM32 recientemente, así que estoy familiarizado con su diseño.

Puede consultar Microsemi SmartFusion en;

http://www.microsemi.com/products/fpga-soc/soc-fpga/smartfusion

Estos tienen FPGA, uP y analógico programable, todo en un chip. Usé estos en un proyecto escolar y utilicé todas esas partes con éxito.

Anadigm crea una matriz analógica programable de campo o FPAA. http://www.anadigm.com/fpaa.asp Su software de diseño hace que sea trivial configurar un filtro o muchas otras funciones analógicas. Servenger crea una placa de desarrollo de bajo costo <400USD que admite el software de diseño Anadigm. PAM 5002R http://www.servenger.com/