近幾年來,在數字可程式器件迅速發展的同時,可程式模擬器件(PDA)又重新露出頭角,從而為模擬電路的設計和套用注入了新的活力。由於模擬可程式器件既有模擬電路固有的簡潔、經濟、高速、低功耗的優點,又具有現場可程式能力,同時還可以由用戶配置其內部連線和元件參數,因此,可以非常方便地獲得所需的電路功能。
FPAA晶片：
Anadigm公司的AN10E40、AN120E04、AN220E04
FPAA( Field Programmable Analog Array)現場可程式模擬陣列
FPAA技術簡介
近幾年來，可程式模擬器件(PDA)為模擬電路的設計和套用注入了新的活力。由於可程式模擬器件既有模擬電路固有的簡潔、經濟、高速、低功耗的優點,又具有現場可程式能力,同時還可以由用戶配置其內部連線和元件參數,因此,可以非常方便地獲得所需的電路功能。
現場可程式模擬陣列(FPAA)是基於開關電容技術的可程式模擬器件的一種,其主要構成如圖1所示,它的核心是CAB可程式模擬單元。
從圖1可以看出,FPAA的基本結構與可程式邏輯器件類似,其中輸入、輸出單元與器件引腳相連,負責對輸入輸出信號進行驅動和偏置,配置邏輯通過串列、並行匯流排可在系統可程式(ISP)方式下接收外部輸入的配置數據並存入配置數據存儲器;可程式互連網路是多輸入、多輸出的信號交換網路(一般利用多路模擬開關實現),它可在配置數據控制下完成各CAB以及輸入、輸出單元之間的電路連線和信號傳遞, CAB一般由運放或跨導放大器和外圍可程式電容陣列、電阻陣列、開關陣列等共同構成,其中各元件的取值及相互連線關係等均受配置數據的控制,從而以多種CAB功能組態和元件參數組合來實現用戶所需的多種電路功能。CAB的性能及功能組態和參數組合的數目是決定整個器件的可程式能力和套用範圍的主要因素。FPAA設計可套用於連續時間域和離散時間域；在離散域中,利用的是開關電容和開關電流技術,它處理的信號頻率較低；而在連續域中,FPAA經常用於半導體、運算放大器、電流變換器等,這時,FPAA一般具有較寬的頻寬,但參數變化範圍小,即參數的編程能力較弱。可見,FPAA可廣泛用於信號調理、模擬計算、儀器儀表、電路實驗等小型化、低成本、低功耗電子系統的設計與實現等方面。
FPAA有基於開關電容技術高度集成的明顯優勢，不存在電容老化問題，不像運放會隨時間產生溫度和電壓漂移，濾波精度高，並且可實時動態和靜態進行編程，還能隱藏客戶的專利技術，因此可廣泛用於工控、醫療、儀器、高級音頻、自動測試設備、汽車、通信等領域。隨著FPAA技術的日漸成熟，可以展望，FPAA在模擬領域將取得FPGA在數字領域的發展和地位；同時，微處理器的成本越來越低，片記憶體貯器容量也日趨增大，接口豐富，功能上完全能夠滿足普通消費電子的應同，而且價格相對便宜，使得微處理器的使用也越來越廣泛。
