【導讀】為了解決FPGA的這一缺陷，制造商們一直都在苦苦找尋合適的方案，令人高興的是，伴隨工藝的不斷改進，兼具CPLD與FPGA優(yōu)點的芯片最終還是如期而至，被譽為“下一代非易失FPGA”的芯片是如何解決FPGA掉電易失難題的？
CPLD與FPGA雖然都歸屬于可編程ASIC器件，但因為結構上的差異，CPLD使用起來要比FPGA方便很多。CPLD編程采用的是E2PROM或FASTFLASH技術，無需外部存儲芯片，而FPGA則以高集成、靈活性著稱，局限是編程信息需存放在外部存儲器上，容易出現(xiàn)掉電數據丟失等缺陷。
為了解決FPGA的這一缺陷，制造商們一直都在苦苦找尋合適的方案，令人高興的是，伴隨工藝的不斷改進，兼具CPLD與FPGA優(yōu)點的芯片最終還是如期而至——恰逢Altera公司進入中國市場三十周年之際，也是該系列芯片的第十代產品，這款被譽為“下一代非易失FPGA”的芯片被Altera命名為“MAX10 FPGA”。
MAX10與傳統(tǒng)的FPGA芯片相比有何不同之處？Altera給出的答案為這是業(yè)界第一款多功能、低成本、單芯片F(xiàn)PGA，其最大的特點是內部集成了兩個嵌入式閃存單元，無需添加外部RAM和存儲器件，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，數據會自動保存在其中一個鏡像單元中，避免出現(xiàn)系統(tǒng)失效等風險。此外，由于MAX10采用的是臺積電55nm嵌入式NOR閃存技術，支持瞬時接通功能，上電接通時間只需短短的3ms，這一性能相比以往的FPGA器件顯然要優(yōu)秀許多。
另一點值得注意的是，MAX10將過去常用在FPGA系統(tǒng)的32位核心處理器換成了Altera的軟核處理器Nios II，加上精度高達12bit的SAR ADC和溫度傳感器等外圍器件，可以為電路板設計減小接近50%的面積，同時也能大幅度降低BOM成本。
應用方面，與傳統(tǒng)FPGA芯片類同，Altera將MAX10定位在工業(yè)、汽車、通信、計算和存儲等領域，只是由于全新的雙配置閃存和嵌入式處理軟核，可以在單芯片上實現(xiàn)大多數應用中的失效安全遠程更新和運動控制處理的功能，借助MAX10內置的DSP模塊，用戶也能夠編寫精準的算法以應對高性能、高精度的應用場景。
事實上，Max10早于去年9月份就發(fā)布了第一款新品，計劃是今年實現(xiàn)量產。此次Altera發(fā)布的不僅僅是與其配套的通用開發(fā)套件，更有Altera合作的分銷商駿龍科技帶來的兩款基于MAX10的特色方案，分別針對當下十分火熱的物聯(lián)網以及電機驅動應用。其中，Mpression Odyssey（奧德賽）是一個為物聯(lián)網應用量身定制的開發(fā)和評估套件，用戶可以在iOS和Andriod手機上安裝專用的應用程序，直接通過藍牙接口讀寫數據、分析數據和遠程控制。
據駿龍科技方面介紹，“奧德賽（Odyssey）”開發(fā)套件主要由兩塊主板構成：一塊MAX 10 FPGA板卡和一塊藍牙及傳感器板卡。MAX 10 FPGA板卡以Altera的MAX10為核心，帶有30個插針的擴展接口、紐扣電池接口、JTAG調試接口、各種開關/按鈕和8個LED。藍牙及傳感器板集成了一個藍牙4.0模塊、一個32位處理器、溫度/濕度傳感器、紫外線/光敏/距離傳感器和加速度傳感器，用戶可以在手機應用程序中進行個性化的設置，從而快速體驗MAX 10和傳感器的各種特性。
Odyssey 系統(tǒng)框圖
[page]
使用Odyssey套件的設計流程
另一款基于MAX 10的電機驅動方案，使用FPGA替代傳統(tǒng)的CPU/DSP架構實現(xiàn)算法，意味著所有的算法都將通過硬件實現(xiàn)，這樣由于處理能力限制而在CPU中無法實現(xiàn)的算法，現(xiàn)在都可以在MAX 10 FPGA中以輕松地實現(xiàn)。Altera的MAX 10支持EtherCAT、Powerlink、Mechatrolink等工業(yè)以太網接口以及Endat 2.2， BISS等編碼器接口，用戶可以該方案中實現(xiàn)靈活可定制的接口。該方案還提供可定制的調試界面，客戶可以根據自己的需求，定制自己的調試界面，實時觀測內部信號。
完善的MAX10電機設計平臺
可定制的實時控制調試界面
