アナログFPGAはありますか？

私が理解しているように、FPGAは柔軟な「デジタル」回路であり、デジタル回路を設計、構築、再構築できます。

素朴に聞こえるか、愚かに聞こえるかもしれませんが、アンプ、A / D、D / A、トランシーバーなどのアナログコンポーネントを設計者が利用できるようにするFPGAやその他の「柔軟な」テクノロジーがあるのではないかと思っていましたか？

おそらく10年以上前に、おそらくFPGAと同等のアナログ製品であると主張するElectronically Programmable Analog Circuit（EPAC）と呼ばれる製品ラインを使用し、サイプレスは長年にわたってPSoC（Programmable System On Chip）には、アナログ回路とデジタル回路の両方の切り替え可能なアレイが組み込まれています。どちらの場合も、デバイスには、数百または数千のブロックに本質的に任意のルーティングを可能にする十分な相互接続を提供するのではなく、ルーティングオプションが多少制限された適度に少数の機能ブロック（PSoCの場合は3から24程度）があります。

アナログFPGAがデジタルデバイスの設計の柔軟性に近いものを提供しない理由の1つは、10の信号対雑音比を持つ数十または数百のレベルのルーティングおよびロジック回路にデジタル信号を渡す場合でもです。 （SNR）、つまり信号の1/3のノイズがあることを意味し、結果の信号はきれいになります。対照的に、アナログデバイスからクリーンな信号を取得するには、信号が通過するすべてのステージがクリーンである必要があります。ルーティングが複雑になるほど、浮遊信号を拾わないようにすることが難しくなります。

要求が厳しくないアプリケーションでは、少量のアナログ回路をチップに結合することが有用です。たとえば、PSoCを使用してピエゾスピーカーを直接駆動するオルゴールを設計しました。PSoCには、DAC、4次ローパスフィルター、および出力アンプが含まれています。フィルタリングと増幅を行うために別のチップを使用することは難しくありませんでしたが、PSoCを使用することで余分なチップの必要性を回避しました。

これはGoogleからの最初のショットです。は非常に新しい技術であるようであり、それらを製造しているメーカーはわずかです。

アナログ部分がFPGAブロックとして柔軟であるかどうかはわかりませんが、確かに機能が組み合わされています。

更新：Actelには、モデルに応じて、統合ADC（ASIC）と固定数のアナログ入力のみがあります。

数年前、ラティスには、システム内でプログラム可能なアナログブロックのさまざまな構成を持つispPACと呼ばれるシリーズがありました。FPGAレベルよりもCPLDレベルの複雑さ。これらはすべて廃止されました。

1つのチップで「すべてを実行」するには、さまざまなアナログアプリケーション間で要件の変動が大きすぎると思われます。たとえば、ある設計では、16ビット精度のADC入力バッファが必要になる場合があります。別の方法では、8ビットの精度のみが必要で、コストをできる限り低く抑えたい場合があります。汎用のプログラム可能なブロックがこれらのアプリケーションの両方に同時に適合する方法はありません。

Triad Semiconductor、www.TriadSemi.comは、設定可能なアナログおよび混合信号アレイ（VCAとして知られています）を介して製造します。これらのVCAは、単一マスクで構成可能であり、フィールドでプログラムできません。これは、VCAに関連するマスク料金と処理時間が存在することを意味します。

VCA製造コストは、従来のフルカスタムミックスシグナルASICよりも大幅に低くなっています。VCAの製造、パッケージ、およびテストは、従来のASICの4〜6か月に比べて4週間という短期間で済みます。

Field Programmable Analogは、ルーティングファブリックに多数のトランジスタが含まれているため、重大なノイズとパフォーマンスの問題に悩まされています。

Via Configurable Analogは、相互接続リソースとしてビアを使用します。これらのビアは、フルカスタムデザインの標準部分ですが、ビア設定可能なアナログアレイでは、特定のVCAにデザインを設定するためにビアが変更されるだけです。

ビアは非常に高性能、低抵抗、低ノイズです。Via構成アレイは、はるかに低い開発コストと製造時間でフルカスタムのミックスシグナルIC性能を備えています。

私は、 PlanetAnalog.comにField Programmable Analogがあまりにもプログラム可能である理由に関する記事を投稿しました。

マイクロコントローラには、いくつかのアナログコンポーネントが含まれている場合があります。たとえば、STM32F303x（A | C）には4つのオペアンプ（§3.15）と7つのコンパレータ（§3.16）があります。

カスタマイズの量は非常に限られています。たとえば、オペアンプの出力はマイクロコントローラーのADCに接続できますが、出力ピンや内部コンパレーターの入力には接続できません。ただし、コンパレータの出力は出力ピンに接続できます。完全な相互接続マトリックスは、§3.8に記載されています。

他のベンダーのマイクロコントローラーも同様の構成可能な周辺機器を持っていると確信していますが、最近STM32シリーズを扱っているので、その設計に精通しています。

Microsemi SmartFusionをチェックアウトできます。

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

これらは、すべて1つのチップにFPGA、uP、およびプログラム可能なアナログを備えています。私は学校のプロジェクトでこれらを使用し、それらのすべての部分をうまく利用しました。

Anadigmは、FPAAまたはフィールドプログラマブルアナログアレイを製造しています。 http://www.anadigm.com/fpaa.asp デザイナーソフトウェアを使用すると、フィルターや他の多くのアナログ機能を簡単にセットアップできます。Servengerは、Anadigmデザイナーソフトウェアをサポートする低価格の<400USD開発ボードを製造しています。PAM 5002R http://www.servenger.com/