TI推出車規(guī)級、工業(yè)級PLD，極大地簡化了系統(tǒng)設計難度

1961年，NASA即將執(zhí)行阿波羅飛行任務，TI受托設計出一系列具有更強計算能力和更加輕量化的數(shù)字邏輯IC，來應對繞地球軌道飛行的設備需求，51系列在這樣的背景下應運而生，它是TI公司第一個完整且兼容的邏輯產品組合。

在隨后的幾十年里，TI在邏輯產品設計上不斷取得進步，包括大量封裝上的創(chuàng)新，如X2SON、DYY、DGS等，使得半導體器件變得更加小巧、高效、可靠。

圖 | TI邏輯產品系列發(fā)展里程碑，來源：TI

60多年后的今天，德州儀器已經成為分立式邏輯技術的市場領頭人，產品品類非常齊全，包括標準的邏輯器件和現(xiàn)代低功耗邏輯產品系列。

“我們的邏輯產品有三個未來發(fā)展的方向：第一，我們會針對下一代的控制器進行優(yōu)化，以實現(xiàn)最先進的微處理器的技術；第二，我們的產品均符合汽車、航天、軍事、工業(yè)市場的行業(yè)標準；第三，我們采用超小型的封裝，讓制造商更大限度地增加布板空間，并提高功率密度?！?德州儀器邏輯產品市場經理Luke Trowbridge介紹道。

從整體市場層面來看，近年來，越來越多的設計工程師采用可編程邏輯器件 (PLD) 來降低系統(tǒng)設計復雜性、節(jié)省布板空間、簡化供應鏈，并加快產品上市進度。然而，從另一個角度出發(fā)，這也給今天的邏輯設計提出了三大挑戰(zhàn)：

第一，空間限制

由于下一代產品必須要提供更多的功能，并且尺寸更小，所以目前使用分立式邏輯的設計人員就必須要在更小的布板空間里裝進更多的IC，空間的利用會更加緊湊。

第二，設計復雜性

在軟件編程方面，當我們需要特定功能或者可編程能力來去實現(xiàn)產品的差異化時，我們通常會依賴于復雜的可編程器件FPGA或者CPLD，這些器件支持數(shù)千個邏輯單元，但往往這種集成度、復雜性都會顯著增加整個封裝的尺寸、成本和功耗。另外采用這種CPLD或者FPGA的時候還需要比較昂貴的EDN工具，并且需要硬件描述語言，比如VHDL或者Verilog來去進行設計。

第三，缺少車規(guī)級、工業(yè)級產品

目前市場上比較簡單的可編程邏輯器件缺少了汽車、工業(yè)應用所需要的封裝、規(guī)格以及認證，所以限制了它們在消費類電子產品以外產品的適用性。

在這樣的背景下，TI繼去年推出1.2V 增強型航天塑料(SEP) 封裝邏輯產品后，再次推出全新的可編程邏輯器件(PLD) 系列。該產品系列能夠在單個器件中集成多達 40 個組合和順序邏輯及模擬功能，與分立式邏輯實施方案相比，可幫助將電路板尺寸縮小高達 94%，并降低系統(tǒng)成本。此外，與市場上的同類可編程邏輯器件相比，新產品系列還大幅節(jié)省了空間。

圖 | TI PLD 整合了多達 40 個數(shù)字和 模擬邏輯元件，來源：TI

結合TI自研的InterConnect Studio 工具，工程師可在沒有任何編碼經驗的情況下，通過GUI圖形界面去配置TI的PLD器件，并在數(shù)分鐘內設計、仿真和配置其器件以進行評估。

關于降本這一塊，德州儀器邏輯產品系統(tǒng)經理Jose Gonzalez表示：“這種可編程邏輯器件可以簡化整個采購流程，進而幫助下游工程師優(yōu)化BOM物料清單。由于所有的邏輯功能都集成到了單個IC上，因此可以減少采購團隊購買、入庫、放置的時間，因此系統(tǒng)性成本可以同步降低?！?/p>

圖 | TI全新的PLD系列可以簡化系統(tǒng)設計，減小面積，縮減BOM，來源：TI

以典型的CANbus仲裁方案為例，它被廣泛應用于汽車等CAN應用場景，其中會用到5個分立的邏輯門，系統(tǒng)就相對復雜。如果我們用TI今天發(fā)布的PLD系列，那么可以用一個器件取而代之，同時把面積減小94%，把BOM縮減80%。

值得一提的是，TI本次推出的PLD系列擁有多種封裝選項和規(guī)格，包括超小型引線式封裝和QFN等，非常適合汽車、工業(yè)、個人電子產品等應用場景。

此外，該全新 PLD 的靜態(tài)電流小于 1μA，有功功率比市場上的同類器件低 50%，因此其低功耗特性有助于延長電動汽車、電動工具、電池包和游戲控制器等產品的電池續(xù)航時間。

同時，TI的所有新 PLD 產品均支持通用輸入/輸出、查找表、數(shù)字觸發(fā)器、管道延遲、濾波器和電阻-電容振蕩器。其中，TPLD1201 和 TPLD1202 器件還集成了模擬比較器等模擬功能，具有內部可選電壓基準選項和遲滯；TPLD1202 具有串行外設接口、I2C、看門狗計時器和狀態(tài)機等附加功能。

對此，Luke Trowbridge總結道：“對于全新的TPLD器件來說，有三個主要創(chuàng)新點：第一，工業(yè)的標準封裝，帶引線的封裝和無引腳的封裝可以適配不同場合。第二，低功耗，低至1μA的靜態(tài)電流。第三，相對以前商業(yè)級的溫寬，我們現(xiàn)在能夠提供-40℃到125℃超寬的溫度工作范圍，非常適合像PLC這樣的工業(yè)系統(tǒng)電源管理應用?！?/p>

圖 | 8款器件都已經在預量產的狀態(tài)，來源：TI

在供貨方面，8款器件都已經在預量產的狀態(tài)，目前可以通過ti.com官網(wǎng)進行下單并購買。此外，我們還會提供通用的USB編程器、評估的模塊，并且剛才提到的TI InterConnect Studio工具也是免費的，可以在TI官網(wǎng)進行下載。