TI发布一款几分钟就可完成设计仿真和配置的PLD

TI（德州仪器）最近刚刚发布了新款PLD（可编程逻辑）产品系列，面向汽车、工业、医疗、消费等各类型的应用。TI官网当前已经列出该系列前缀TPLD的系列新品：总共8款不同型号，如下图所示。

TI逻辑产品市场经理Luke Trowbidge在媒体会上总结说，新推的PLD产品“与InterConnect Studio设计工具搭配，工程师就能在不需要编程的情况下，将10-40个不同的逻辑元件，整合为单颗行业标准芯片”，而且“从概念到原型设计仅需数分钟”。

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尝试解决三个挑战

TI在前不久发布的《开启无编程逻辑器件的无限可能》一文中说，逻辑器件是电子设计的“粘合剂”——随设计复杂化，在电路板上集成逻辑器件，为更多功能留出空间变得很重要。

“越来越多的工程师选择PLD、CPLD或FPGA来帮助减少解决方案的尺寸，降低设计与生产成本，管理其供应链（简化供应链），加速产品上市时间。”这应该是对TI所推TPLD新品的完整背景概述了。

媒体会上，Luke将工程师面临的逻辑设计挑战总结成了三点。其一是要在更少的空间内实现更多的功能，“当前正在使用分立逻辑器件的设计工程师需要找到新的方法，将更多芯片放进有限面积的板子上。”

其次是复杂的软件编程要求。而且由于产品的差异化需求，工程师渴求特定功能或编程特性——“他们经常会考虑CPLD（复杂可编程逻辑器件）或FPGA。这样的器件支持数千逻辑单元，但这么一来也就大幅增加了封装尺寸、成本和功耗”。

与此同时，Luke还提到市面上现有的SPLD产品大多仅限定在消费电子领域，缺乏应有的封装选择，尤其是汽车和工业应用所需。于是TI决定，在这样的挑战和机遇面前，推出新款PLD可编程逻辑器件。

小型化、简单化、广泛化

针对要求更少的空间实现更多的功能这一点，这次新推的PLD单芯片整合了最多40个逻辑元件。这对“对于寻找具灵活性、集成逻辑解决方案，但又不需要数千数万门资源的工程师而言很理想”，TI逻辑产品系统经理Jose Gonzalez说。

相对的，相较于分立实施方案，TI的PLD就能带来整体解决方案尺寸的显著缩减，“根据设计复杂性的不同，最多可缩减94%”，“这对于包括电动汽车一类的重量体积敏感型应用很重要”，“乃至服务器这类需要将更多算力融入到更小面积内的应用，它们在更小尺寸、更低功耗逻辑解决方案方面的要求在增加。”

从上面这张示意图就不难看出，“上排的器件可被TPLD1201（下排）这样的PLD取代。”在此基础上，PLD也就优化了BOM，简化了供应链。“所有逻辑功能融入到一颗芯片上，生产、购买、入库、存放的器件也就更少。”

Jose给出了更具体的示例，下图这套方案用了5个分立元件的CANbus仲裁。“如引擎管理、传输系统、娱乐系统等汽车内部各种子系统的控制。”“这些器件相互交互，电子设计工程师需要关注接口仲裁，以便将来自每个子系统网络的数据整合起来。”

如果采用TPLD1202，就能节约94%的板子空间，BOM随即缩减了80%。

而在“复杂的软件编程要求”这一点上，TI的GUI图形用户界面就派上用场了。“基于InterConnect Studio工具，在不需要具备编程经验的情况下，用户就能配置TI PLD，大幅降低了编程难度、缩短了设计周期。”而且据说在随后的几分钟时间里，就可以开发、仿真，并推进到原型设计阶段。

上面这张图展示的，是用InterConnect Studio进行电源时序控制应用的电路设计。TI在技术文章中提到，只需要在左侧菜单选择元件一旁的加号，就能添加该元件；然后通过拖放操作，在元件之间建立连接，并在菜单中做微调；

“运行仿真后，只需要按下Configure TPLD按钮，就能通过TPLD编程器和评估模块临时配置器件；若要对器件进行永久编程，则选择对应地复选框即可”...

与此同时，若对设计满意，还可以直接点击“Order Now”按钮，基于设计配置来下单。“在设计和采购流程上，我们的客户甚至不需要和TI销售代表沟通。”

而有关第三大挑战，“适用于汽车和工业应用的封装选项和规格受限”，自然是通过提供多种封装和规格选项，以及提高可靠与稳定性来解决问题，以令其适配广泛应用。

这次推向市场的PLD产品采用行业标准封装，包括超小型引线（原话是industry's smallest leaded package）——如上图中展示了2.1x1.6mm, 0.5mm间距的方案，比竞品小了92%；也提供无引脚的QFN封装选项，支持AOI自动光学检测以确保安全性和长期系统可靠性。

与此同时，其功耗也比市场上的同类器件低50%，静态电流<1μA，令其适用于电池驱动设备，如电动工具、游戏手柄等；加上面向车载应用通过AEC-Q100认证，-40～125℃工作宽温，在BMS, PLC等工业应用上也相当适配。

这些都成为TPLD应用范围广泛的组成要素，从消费电子，到工业、汽车和医疗等市场。

所有8款产品现在已经开始面向市场供货，也包括配套的通用USB编程器、评估模块，以及前文中提到的InterConnect Studio软件工具。

最后Luke总结TI本次发布产品的几大创新点：（1）行业标准封装，包括引线封装、QFN；（2）低功耗，<1μA静态电流，相比竞品低50%主动功耗；（3）AEC-Q100认证及宽温；（4）在不需要软件知识的情况下，通过拖拽之类的操作，就能设计、仿真和配置，乃至订购PLD新品。

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