有模拟FPGA吗？

据我了解，FPGA是灵活的“数字”电路，可让您设计，构建和重建数字电路。

听起来天真或愚蠢，但我想知道是否有FPGA或其他“灵活”技术也使设计人员可以使用模拟组件，例如放大器，A / D或D / A或收发器，甚至更简单的组件？

我使用了一个可能称为电子可编程模拟电路（EPAC）的产品线，大概在十多年前，该产品线声称与FPGA等效，赛普拉斯多年来生产了一个名为PSoC（可编程）的产品线。片上系统），其中包含模拟和数字电路的可切换阵列。请注意，在这两种情况下，设备的功能块数量都很少（在PSoC中为3到24个左右），而其路由选择有些有限，而不是为成百上千的块提供足够的互连以允许基本上任意的路由。

模拟FPGA无法提供数字设备设计灵活性以外的任何原因的一个原因是，即使一个数字信号通过数十个或数百个级别的路由和逻辑电路传递，每个级别的路由和逻辑电路的信噪比均为10dB。 （SNR），这意味着噪声是信号的1/3，因此产生的信号可以是干净的。相反，要从模拟设备获得干净的信号，则要求信号经过的每个阶段都必须干净。布线越复杂，避免拾取杂散信号就越困难。

在不太苛刻的应用中，将少量模拟电路组合到芯片中可能会很有用。例如，我设计了一个音乐盒，它使用PSoC直接驱动压电扬声器。PSoC包括DAC，四阶低通滤波器和输出放大器。使用单独的芯片进行滤波和放大并不难，但是使用PSoC避免了额外芯片的需求。

这是Google的第一张照片；似乎是一项非常新的技术，只有少数制造商在生产它们。

我不知道模拟部分是否像FPGA模块一样灵活，但是可以肯定的是它结合了这些功能。

更新：Actel中只有一个集成的ADC（ASIC）和固定数量的模拟输入，具体取决于型号。

几年前，莱迪思拥有一个名为ispPAC的系列，具有不同配置的系统内可编程模拟模块。比FPGA级别的CPLD级别的复杂性更高。这些现在都已过时。

我怀疑在不同的模拟应用程序中，要求的差异太大，以至于一个芯片“不能全力以赴”。例如，在一种设计中，您可能需要一个16位精度的ADC输入缓冲器。在另一种情况下，您可能只需要8位精度，并希望保持成本尽可能低。通用可编程模块无法同时适合这两种应用。

Triad Semiconductor，www.TriadSemi.com可以通过可配置的模拟和混合信号阵列（称为VCA）进行制造。这些VCA是单掩膜可配置的，而不是现场可编程的。这确实意味着与VCA相关的掩膜电荷和处理时间。

VCA的制造成本大大低于传统的全定制混合信号ASIC。VCA的制造，封装和测试可短至四个星期，而传统ASIC则为4-6个月。

现场可编程模拟遭受严重的噪声和性能问题，因为路由结构包含大量晶体管。

通孔可配置模拟使用通孔作为互连资源。这些通孔是全定制设计的标准部分，但在可配置通孔的模拟阵列中，只有通孔会发生变化，以将设计配置到给定的VCA上。

通孔具有很高的性能，低电阻和低噪声。通过配置的阵列具有完全定制的混合信号IC性能，而开发成本和制造时间却低得多。

我在PlanetAnalog.com 上发表了一篇文章《为何现场可编程模拟为什么太可编程》。

您的微控制器可能有一些模拟组件。例如，STM32F303x（A | C）具有4个运算放大器（第3.15节）和7个比较器（第3.16节）。

可定制性非常有限-例如，运算放大器的输出可以连接到微控制器的ADC，但不能连接到输出引脚或内部比较器的输入。但是，比较器的输出可以连接到输出引脚。完整的互连矩阵可在第3.8节中找到。

我还确定其他供应商的微控制器具有一组类似的可配置外设-但是我最近一直在使用STM32系列，因此我对它们的设计很熟悉。

您可以在以下位置查看Microsemi SmartFusion：

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

它们在一个芯片上都具有FPGA，uP和可编程模拟。我在学校项目中使用了这些，并成功地利用了所有这些部分。

Anadigm生产FPAA或现场可编程模拟阵列。 http://www.anadigm.com/fpaa.asp 他们的设计器软件可以轻松设置滤波器或许多其他模拟功能。Servenger制造了一款价格低于400美元的低成本开发板，该开发板支持Anadigm设计器软件。PAM 5002R http://www.servenger.com/