Field Programmable Gate Array(FPGA)

 メーカー出荷時は“白紙”の状態であるが, ユーザーが内部回路を自由に設計し動作させることのできる論理 LSI。 ゲートアレイ等のセミカスタム LSI と比べ,チップの製造後, ユーザーがプログラムして使用するものであること。 またチップ自体はカスタム品でなく標準品として製造される点が異なる。 セミカスタム LSI と比べ開発期間が短いこと, 標準品であるため少量生産用途に向いていること, 特に多額の初期費用(マスク設計・製作費等)が不要であることがメリットである。 一般に生産数量が多くなると FPGA よりセミカスタム LSI が単価のうえで有利となるが, 今日 FPGA メーカーには,量産時に FPGA をシステム LSI として採用した場合の優位性を強調するところもある。
 FPGA と類似の概念に,Programmable Logic Device(PLD)があるが,FPGA はこれより大規模なデバイスを指すことが多い。 ただし,FPGA を PLD の一種とする分類もある。
 回路をプログラムするためのテクノロジーとしては,SRAM,EEPROM,フラッシュメモリー,ヒューズ(アンチヒューズ)などがある。 SRAM 方式は停電時に消去されるが,書き換え回数が無制限である。 EEPROM,フラッシュメモリーは不揮発性,かつ書き換え可能である。 ヒューズ(アンチヒューズ)方式は1回のみプログラム可能で不揮発性である。 なおアンチヒューズとは,製造時絶縁されているのを書き込み時に接続する回路素子であり,一般のヒューズ(接続→断線)とは逆の動作をすることからこう呼ばれる。



Programmable Logic Array (PLA)

 ゲート論理回路をコンパクトに実現できる設計手法,またはデバイス。 論理式を積和形式に変換したうえで, (NOT-)AND-OR ゲートを規則的に配列・接続して設計する。 入出力間の遅延がほぼ一定しており予測しやすい。 あらかじめ配列されている AND-OR ゲート間をヒューズ等で接続するデバイスは,一般に PLD と呼ばれ普及している。



Programmable Logic Device(PLD)

 PROM のようにプログラムできるハードウェアロジックデバイスのうち比較的小規模のもの。 PLA の一種。 FPGA と呼ばれるデバイスよりも小規模なものを指すが,メーカーによっては FPGA を PLD に含めている。



Complex PLD(CPLD)

 複雑な機能をもつ PLD。 内部構造は SPLD に相当する回路ブロックを配列し,相互に接続できるようにしたもの。 回路規模が大きいだけでなく,大規模回路での使用に適した付加機能を持つ。 例えば,ピン配置を固定したまま内部回路を変更できる,入力ピンにレジスタを持たせられる,未使用の回路ブロックが低消費電力モードになる等である。 また多くの品種は基板実装後の書き込み In-System Programming が可能で, デバッグや設計変更にかかる手間を減らすことができる。



Simple PLD(SPLD)

 回路規模が小さく機能が比較的単純な PLD。 主に PAL/GAL シリーズを指す。 1990年代には CPLD,FPGA が主流になり SPLD の市場は縮小したため,多くのメーカーが撤退した。



Macro Cell(MC) マクロセル

 PLD の OR 出力に付いている回路ブロック。 回路機能と速度を助ける役割を持つ。 PLD 内部のフリップフロップはここに含まれている。



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