ispPAC,在系统模拟可编程技术应用.docVIP

在系统模拟可编程技术应用 实验人： 实验日期： 实验地点： 一、实验目的 1.，掌握ispPAC1.0，20的使用。 2，学习ispPAC快化电路设计方法。 3，掌握硬件电路的下载和测试。 4，学习并掌握差分放大器的设计原理 5，掌握用可编程模拟器件设计有源滤波器的方法。 6，学会滤波器的幅频和相频特性曲线的测试方法。 7，掌握用ispPAC20实现数控振荡器。 二、实验仪器设备 1，微机（装有PAC-Designer软件） 2，直流稳压电源 3，双踪示波器 4，低频信号源 5，实验板 三、实验原理 在系统可编程模拟器件ispPAC(in-system Programmable Analog Circuit)是美国Lattice半导体公司于1999年底推出的系列产品，到目前为止共推出了六种产品：ispPAC10、 ispPAC20、 ispPAC30、 ispPAC80 、ispPAC81、ispPAC-Power1208。它的问世翻开了模拟电路设计的新篇章，为EDA技术的应用开辟了更广阔的应用前景。 与数字在系统可编程大规模集及超规模集成电路（ispLSI、 ispVLSI等）一样，ispPAC同样具有在系统可编程技术的优势和特点。设计者可通过基于Windows的PAC-Designer开发软件在计算机上快速、方便地进行模拟电路设计、修改，对电路的特性进行仿真，然后将设计方案下载到芯片中。同时还可以对已装配在印制板上的ispPAC进行校验、修改或重新设计。ispPAC把高集成度的精确设计集于一体，取代了传统的分立元件或ASIC所能实现的功能。具有开发速度快、成本低、可靠性高、必威体育官网网址性强等特点。 ispPAC芯片包含有可编程模拟宏单元（PAC模块），它可以是仪器放大器、求和放大器或其它功能单元，主要承担模拟信号的处理任务。PAC块的输入、输出通过模拟布线区ARP(Analog Routing Pool)互相连接，ARP在器件管脚和PAC块的输入、输出间提供了一个可编程的模拟线路网络，无需外部连接就可将PAC块级联使用。芯片中还包含有配置存储器，是电擦除的E2CMOS存储器，可重复使用10000次，且编程时无需专用编程电源，它以数据形式存储PAC块中选择的增益、反馈电容值、与反馈电阻串联的开关状态、PAC块的输入、输出之间的连接和管脚之间的连接等信息。除此之外，ispPAC中还包含有参考电压、自校正电路以及isp接口等电路。 目前，在系统可编程模拟器件系列己成功地应用于音响设备、医疗设备、测试设备、计算机外围设备以及数据采集系统、监控系统和机器人、工厂自动化等诸多领域。其中ispPAC10适于信号的调理和滤波，ispPAC20适于信号的转换和监视，ispPAC30适合于做通用的模拟前段，ispPAC80与ispPAC81可以方便地实现多种类型的5阶滤波器电路。ispPAC-POWR1208 器件综合了Lattice公司领先业界的ispPAC 和 CPLD 工艺，其可编程的模拟输入能为多个供电节点（最多达 12 处）提供精确的同步监控，与此同时在CPLD芯片上又能产生最有效的控制信号，它可用于电源定序和监督等方面。 ispPAC系列共包括五种器件：ispPAC10、 ispPAC20、ispPAC30、 ispPAC80 、ispPAC81，可用于实现信号放大、衰减、叠加、滤波、比较、积分、模/数转换等功能。 1 内部结构与基本原理 　通用型可编程模拟器件主要包括现场可编程模拟阵列（FPAA）和在系统可编程模拟电路（ispPAC）两大类。二者的基本结构与可编程逻辑器件相似，主要包括可编程模拟单元（Configurable Analog Block，CAB）、可编程互连网络（Programmable Interconnection Network）、配置逻辑（接口）、配置数据存储器（Configuration Data Memory）、模拟I/O单元（或输入单元、输出单元）等几大部分 模拟I/O单元等与器件引脚相连，负责对输入、输出信号进行驱动和偏置、配置逻辑通过串行、并行总线或在系统编程（ISP）方式，接收外部输入的配置数据并存入配置数据存储器；配置数据存储器可以是移位寄存器、SRAM或者非易失的E2PROM、FLASH等，其容量可以数十位至数千位不等；可编程互连网络是多输入、多输出的信号交换网络，受配置数据控制，完成各CAB之间及其与模拟I/O单元之间的电路连接和信号传递；CAB是可编程模拟器件的基本单元，一般由运行放大器或跨导放大器配合外围的可编程电容阵列、电阻阵列、开关阵列等共同构成。各元件取值及相互间连接关系等均受配置数据控制，从而呈现不同的CAB功能组态和元件参数组合，以实现用户所需的电路功能。CAB的性能及其