单线聚合- FPGA优势

由于各种原因，今天的大部分电子系统都涉及到两个或更多的电路板或模块。将设计划分到多个板上，可以在不同的板上实现不同的电路功能，从而为未来的增量系统升级提供了路径。此外，多个板可以打包到一个3D外壳与较小的2D足迹。

对于设计者来说，一个长期存在的问题是如何将这些电路板连接在一起，以便在它们之间传输数据。一个非常常见的解决方案是在电路板上安装多针连接器，并使用多线线束或挠性将电路板连接在一起。

传统的连接器成本高，占用空间，并降低系统的可靠性。

不幸的是，每个连接器引脚都是潜在的故障点。除了增加成本和消耗空间外，连接器通常是电子系统可靠性(或缺乏可靠性)的主要因素。相反，尽量减少板间连接的数量，可以降低成本，减少空间，提高系统的可靠性。

幸运的是，许多板间信号通常只提供使用通用输入/输出(gpio)或串行接口(如I)的相对低速通信²C(集成电路)和I²S(集成内部ic声音总线)。

这些速度相对较慢的通信采用了一种称为单线聚合(SWA)的概念，在这种概念中，多个信号被聚合成只需要一根板间线的时分多路复用(TDM)信号。

实现SWA的一种方法是为每个产品创建一个定制的特定于应用的集成电路(ASIC)。但这种方法有多个缺点，尤其是成本高和开发时间长。更糟糕的是，在asic中实现的任何算法和函数实际上都“冻结在硅中”。因此，基于asic的解决方案无法适应不断变化的需求，比如销售负责人突然宣布:“好消息是我们刚刚接受了一笔大订单;坏消息是客户说我们需要更换一个I²S接口与两个I²C频道 - 我们多久可以使用它？“

SWA - FPGA优势

现场可编程门阵列(fpga)为实现SWA提供了理想的解决方案，因为它们非常灵活，可以快速、容易地定制，以实现所需的各种通信通道的数量和类型。

例如，Lattice Semiconductor公司的微型、高性能、超低功耗iCE40 UltraPlus™fpga可以使用GPIO、Ibob投注软件²C,我²总共有七个频道。

微型、高性能、超低功耗iCE40 UltraPlus fpga是SWA应用的理想选择。bobappios下载地址

除了具有超低功耗的先进工艺，静态电流低至75 uA，大多数应用的有源电流低至1至10 mA, iCE40 UltraPlus fpga还可提供多种封装选项，以满足广泛的应用需求，bobappios下载地址从针对消费者和物联网设备进行优化的超小2.15 x 2.50 mm WLCSP包，到用于成本优化应用的0.5 mm间距7 x 7 mm QFN。bobappios下载地址

特别有趣的是，在设计的原型阶段，iCE40 UltraPlus FPGA的配置位流可以直接加载到基于sram的配置单元中。当产品部署了iCE40 UltraPlus FPGA时，如果需要，可以通过微控制器或外部SPI flash存储设备继续加载配置到SRAM单元中。此外，iCE40 UltraPlus fpga还包含一次性可编程(OTP)片上非易失配置内存(NVCM)，最适合大规模生产。一旦对NVCM进行了编程，设备将自动、快速、安全地从这个配置启动。

但是谁来实现基于fpga的SWA设计呢?

如果开发产品的团队已经可以访问FPGA设计器，那么Lattice可以免费访问Lattice Radiant®设计工具，可以在Radiant设计工具上运行的易于修改的参数化SWA参考设计的源代码，相关的参考设计用户指南，以及SWA示范和发展委员会。

但是那些没有FPGA设计专业知识的团队怎么办呢?别害怕，因为莱迪丝会掩护你。Lattice已经创建了一套5个预合成比特流，提供SWA配置，满足广泛的系统设计需求。Lattice的SWA网页提供了一份Bitstream用户指南，描述了任何人(包括非FPGA设计者)如何快速轻松地将这些预配置的SWA位流加载到iCE40 UltraPlus FPGA中。

预编译的位流可用于五种流行的SWA配置。

但是等等，还有更多，因为Lattice还提供免费的SWA设计服务。如果你访问Lattice的SWA发展委员会网页，您可以使用交互式表单指定您设计所需的独特通道组合，Lattice设计团队将通过电子邮件将相应的位流文件发送给您，通常在不到一个工作日内完成。

最终结果是，每个设计团队现在可以充分利用基于FPGA的SWA来连接组成他们设计的多个电路板，即使他们没有FPGA专业知识。剩下的就是祝你有一个愉快的SWA设计体验。