[原创] iCE40系列：超低功耗FPGA评估和开发方案

Lattice公司的iCE40系列超低功耗非易失性FPGA，查找表（LUT）从384~7680，并具有嵌入区块RAM（EBR）、非易失性可配置存储器（NVCM）和锁相环（PLL），采用40nm低功耗工艺，待机功耗低至21μW，非常适合用在低成本量大的消费类电子和系统应用。

该器件结构有几个特点，例如，可编程低摆幅差分I/ O，和关闭片上锁相环动态的能力。这些功能有助于管理静态和动态功耗，从而，使该系列产品具有较低的静态功耗。该ICE40器件提供两种版本，包括超低功耗（LP）和高性能（HX）版本。该ICE40 FPGA采用范围广泛的，先进的无卤素封装，从小空间的1.40mm×1.48mm WLCSP封装，到PCB型20m×20mm TQFP封装。

图1 iCE40LP/HX1K器件架构图（顶视）

CE40器件提供增强的I/O功能，例如上拉电阻。上拉功能是可控的（基于每个脚）。该ICE40器件还可以从NVCM芯片上，进行灵活性，可靠性和安全性的配置。这些器件还可以由外部SPI闪存来配置，或由外部主机配置，如CPU。莱迪思公司提供了多种设计工具，采用ICE40系列，可以使复杂的设计得到高效实施。其流行的逻辑综合工具，还支持ICE40合成库。

莱迪思公司的设计工具采用综合工具输出，结合用户的偏好进行ICE40装置的布局和布线设计。这些工具从线路中精选时序，再注入到设计中，以进行时序验证。莱迪思公司提供了许多预先设计的IP（知识产权）模块，包括了一些参考设计，授权免费，

过使用这些可配置的软核IP核作为标准化的模块，用户可以专注于他们的独特设计，提高生产力。

iCE40系列FPGA主要特性

•灵活的逻辑架构

- 5个器件，384~7680 LUT4s和10~206I/O

•超低功率器件

-先进的40nm低功耗工艺

-最低21μW待机功耗

-可编程低摆幅差分I/ O

•嵌入式和分布式存储器

-最高128kbits的sysMEM嵌入式RAM块

•工程预制的源同步I/O

-I/O单元中的DDR寄存器

•高性能，灵活的I/ O缓冲器

-可编程的sysIO™缓冲器支持多种 接口：


图2 iCEblink40-LP1K评估板外形尺寸图

-可编程的上拉方式

•灵活的片上时钟

-8个低偏移全局时钟资源

-每个设备最多2个模拟锁相环
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