Доброго времени суток, форумчане!
Занимаюсь программированием ПЛИС только второй год и с гордостью могу себя причислить к чайникам.
Возникла потребность использовать ПЛИС в диапазоне температур от -55 до +85 ºC, но все Atmel, Xilinx и Altera (всё, что знаю), даже автомобильные, по даташиту пашут от -40, хотя от ребят слышал, что и от -55 заводятся. Но мне нужно, чтобы в даташите стояло от -55.
Хотелось бы узнат у профессионалов:
Кто нибудь сталкивался с ПЛИС (желательно - CPLD или легчайшие FPGA, типа Spartan) для такого диапазона температур?

Если обязательно надо, чтобы в даташите стояло -55, то посмотрите в сторону Аctel.

Вам нужны ПЛИС AeroSpace варианта посмотрите здесь для Xilinx
вот тут можете скачать информацию например для Virtex 4
здесь можете посмотреть перечень фирмы xilinx ПЛИС AeroSpace варианта

У Xilinx на сайте есть материал результатов испытаний на надежность.
В результате чего получается, что ПЛИС могут и при 125 С работать.
А согласно политике Xilinx, ПЛИС Military - выбираются из числа гражданских после соответствующих испытаний.
Так что в ихних ТУ вашего диапазона наверняка может и не быть - их просто не проверяют на это.
Но разработчики выкручиваются тем, что , как и Xilinx,
утверждают нужные ПЛИС после соотв. испытаний.

-55 +125 это military-диапазон (-55 +85 не бывает). Альтера допускает использование некоторых industrial-кристаллов в качестве military. Но вам насколько я понял нужно иное. Поэтому сразу к делу. Ничего не знаю о вашем проекте (например - маленький, отработанный на 100% и не требующий изменений в будущем +большая серия, оправдывающая покупку программатора; проект находится в стадии разработки и/или может потребоваться внесение изменений в дальнейшем). Поэтому перечисляю всё, что может подойти (все кристаллы - Actel).
Наиболее простой вариант - третий. Четвертый слишком большой по объему.

SX-A начиная с A54SX08A (однокр., питание ядра 2.5v)
MX начиная с A40MX02 (однокр., питание ядра 5v или 3.3v)
ProAsicPlus APA300 (питание ядра 2.5v)
ProASIC3 A3P1000 (питание ядра 1.5v)

Раньше профессионально занимался широкими диапазонами температур. У альтеры есть рекомендации - использовать Industrial серии с самым тормозным спидфактором. Лично гонял flek10k на -75 .. +90. При +125 надо было всего лишь прогревать без напряжения, т.е. функциональность не требовалась. По опыту могу сказать, что вне штатного диапазона очень сильно плывет времянка - tco, tdu, tpd и прочее; исследовал этот вопрос в печке с анализатором. Так что, дизайн должен быть 100% синхронным.
В общем, не все так страшно

а сильно плывет времянка?

Вопрос очень относительный, думаю что сильно зависит от технологии. В моем случае (старенькая flex 10k , speed 3) это было где то +/-10ns на крайних температурах.
Причем если брать, к примеру, шину c общим OE, то разброс tco отдельных разрядов также сильно различался. Фактически, разброс сильно зависим от разводки, если заполненность ПЛИС большая, то результат будет хуже.

А загрузка конфигурации при таких температурах проходит?

В большинстве моих проектов синхронизация не требуется ВААЩЕ, CPLD используется как специализированная асинхронная логика. Самый сложный случай с синхронизацией такой:
Стартовый бит RS-485 включает генератор глобальных часов ПЛИС, та перехватывает работу генератора и принимает посылку значащих битов(байтов), декодирует её, отрабатывает необходимые действия по содержанию данных на выходе декодера и, наконец, выключает генератор.
Здесь Virtex или Stratix совсем никчему, а временные задержки не критичны. Раньше наша промышленность выпускала ПЛМ в керамических корпусах, но сейчас ничего этого, кажется, не осталось. С FPGA я пока не работал, поэтому ищу CPLD в керамических корпусах. Actel подходят лучше всего, жаль только, что они однократно программируемые. Здесь, наверное, флэшовые неприменимы, раз никто не использует флэш-память от -55 градусов.
Вопрос по сути: какое ПО и какие отладочные средства лучше использовать для отладки проектов и программирования ПЛИС Actel?

Флешовая ProAsicPlus APA300 официально military с температурой -55

Здесь Вы можете найти всю интересующую информацию

Пардон, немного невнятно сформулировал вопрос. Попробую ещё раз:
Я понимаю, что существует фирменное ПО и фирменные отладочные средства Actel, но по своему опыту и опыту коллег знаю, что есть сторонние производители ПО для отладки ПЛИС, более навороченные и доступные (Mentor, Synopsys e.t.c). Что из известного поддерживает Actel?

При тех же. EPC2TI отлично все грузит на минусе и плюсе, причем с первого раза - проверено анализатором. Единственный косяк был - пуллапы житага сначала 10кОм ставил, они на граничных температурах фронты заваливают. Поменял на 1кОм, стало грузиться как часы.

Я на минусе гонял как раз асинхронный интерфейс, делал системный контроллер с одним из внешних интерфейсов - VME. Шина VME, как известно, асинхронная, но кой какие сетапы и холды у нее очень даже регулируются спецификацией. В общем, даже с учетом полностью синхронного дизайна я в эту спецификацию еле влез на полном диапазоне температур.
Да, в том же контроллере был интерфейс SDRAM и FLASH, тоже вполне асинхронные. И с ними также были грабли, но не такие как с VME, на порядок проще. И, тем не менее
p.s. Альтеровские пластиковые копуса вполне держат температуру. Флеш мы ставим интел, статику - альянс -это тоже пластик. Хотя, повторюсь, рабочий режим не превышал 90-95С, на 125 был только суточный прогрев без питания.
p.p.s И еще, касательно флеша - главная опасность, на мой взгляд, идет на плюсе. И сгорали у нас на плюсе только высокопотребляющие микросхемы как то: dc-dc конверторы, ПЛИС и т.д. А на минусе никогда проблем не бывает - даже конденсат не страшен (лед ни разу еще ничего не коротнул). Но если испытания с циклическим нагревом-заморозкой, тогда с конденсатом бороться надо ессно

Доброго времени суток.

Есть задача заменить плату, состоящую из толпы диповой логики на одну плисину. Проблема в том что плата это стоит рядом с рентгеновской трубкой. Провечивается металл, поэтому излучение достаточно мощное. Кажется это устройство на жаргоне зовется "кроликом". Собственно вопрос - какие плисины будут гарантированно работать в таких условиях. Может есть какие то OTPшные. Интересует любая информация.

Напишу. Только скажите, что применяете сейчас, - какое средство ввода, какой синтезатор, и чем моделируете.

Наверное Actel, которые на антифузах (это типа пережигаемых перемычек, только наоборт, пробиваемые изоляторы.). А вот насчет гарантий - это только к производителю.

Не совсем верно сформулирован вопрос... На самом деле это звучит так - какими фирмами производителями ПО для симуляции, синтеза и имплементации структуры ПЛИС поддерживаются микросхемы фирмы ACTEL и какие семейства.

Теперь немного о ПО фирмы ACTEL. Сам Actel не _разрабатывает_ ПО для своих ПЛИС, за _исключением_ только программы имплементации (расположения и трассировки с временным анализом) проекта в микросхему.

За основу у ACTEL взят _пакет программ_ под названием Libero, который можно скачать с их сайта бесплатно и даже получить бесплатную лицензию на год. В этот пакет входят все программы, необходимые для успешного прохождения всех этапов проектирования структуры ПЛИС от симуляции до имплементации. Доступнее и более законного ПО я пока не встречал.

В качестве инструмента для симуляции проекта используется программа от Mentor Graphics ModelSim Actel Edition (AE), отличие от обычного ModelSima в том, что в версии AE поддерживаются _только_ микросхемы АСТЕL.
В качестве инструмента для синтеза использована программа от Sinplicity (после ее "продажи" теперь будет Synopsys) - Synplify Pro AE отличие от обычного Synplify в том, что в версии AE поддерживаются _только_ микросхемы АСТЕL.

Этим я хочу сказать что не обязательно использовать только эти пакеты, т.к. крупнейшие игроки на рынке такого ПО _поддерживают_ микросхемы ACTEL в своих программных пакетах. Основной вопрос лишь в том, какой из этих пакетов работает корректнее и использует наиболее эффективные алгоритмы при работе.

Единственная программа, которую не получается заменить на аналогичную это ACTEL Designer (собственная разработка ACTEL входит в пакет Libero). Она используется на этапе имплементации и аналога ей я еще не встречал. Без этой программы точно не обойтись в разработке структуры ПЛИС ACTEL. Эта программа поддерживает только микросхемы фирмы ACTEL.

Мне лично пакет Libero не нравиться, в основном тем, что в нем я _не_ могу разрабатывать проекты для других производителей ПЛИС. В соей работе мне приходиться сталкиваться с различными ПЛИС от различных производителей. В основном это связано с тем, что финальный проект должен быть выполнен для применения в очень жестких условиях, например открытого космоса, а прототипирование и макетирование изделия ведется на более дешевых и доступных микросхемах, зачастую вообще другого производителя (естественно с определенными оговорками).

Для того, чтобы не быть привязанным в своем проекте к конкретному производителю ПЛИС, я использую другие программы и мой техпроцесс выглядит вот так:
Создание проекта, симуляция - ALDEC Active-HDL (Expert Edition)
|
Синтез проекта - Sinplicity Synplify Pro (полная версия)
|
Имплементация проекта - ACTEL Designer/Xilinx ISE/ALTERA Quartus/LATTICE ispLEVER и др.




Какова плотность рентгеновского излучения этой установки? Какой тип радиоактивного элемента в нем используется? Температурный режим работы? Какие напряжения питания и какие импульсные помехи по цепям питания в этой установке?

Из опыта - для решения Вашего вопроса скорее всего подойдет ПЛИС фирмы ACTEL из семейства RTAX. Более подробно смогу ответить при более детальной информации а том, какая конкретно "рассыпуха" (по функционалу) стоит на Вашей плате.

Big THANK YOU, GGGG, за такой развёрнутый ответ. До сих пор работал только в Xilinx ISE 8 на VHDL, где all inclusive, и не подозревал, что можно так манипулировать ПО. Впервые посетил эту часть форума - очень доволен, не перепились ещё на Руси богатыри-специалисты!!!
Огромное спасибо всем , сажусь за Google учиться, учиться и учиться...

Кстати, это не единственный вариант. Я например для неальтерских ПЛИС пользуюсь такой схемой:

Создание проекта, синтез - Synopsys Synplify Pro
Моделирование - Synopsys VCS или Cadence NCSim
Имплементация - все тоже самое.

А для альтерских ПЛИС, а также ASIC (заказных ИМС)
Создание проекта (и имплементация/прототипирование) - Quartus
Симуляция - Synopsys VCS или Cadence NCSim
Дальнейшая имплементация в кремний... Synopsys Design Compiler, и поехали, ну там много всего.

Самое главное, чтобы не привязываться к производителю, никогда не описывать память HDL-конструкциями, которые понимаются всеми по-разному, а некоторыми (Synopsys DC) вообще никак не понимаются. Только модули памяти, сгенерированные в виде модулей софтом производителя ПЛИС.

Про параметры излучения и тип элемента да и про питание пока мало что могу сказать. Пока задание звучит так - возможно ли сделать аналог дешевле. Есть две платы - стоят "бутербродом" на межплатных штырях. Судя по маркировке некоторых DIP16/DIP14 (всего их 21 штука) плата рождена в 2001 года чужеземцами. Аппарат зовется "кроликом". Если я правильно понимаю его назначение - он перемещается внутри трубопровода и "светит" трубу - видимо "дефектоскоп". Настораживает то что 2001 год не такая уж старина глубокая.... При этом ВСЕ! дипы от FAIRCHILDа TI и PHILIPSа стоят на золоченых цанговых панелях.

В таком раскладе сделайте ASIC, хотя бы на gate array (БМК), на технологии не мельче 0.5 микрон. И окупится на раз, такие технологии недорогие, и стойкости необходимой добиться можно. Тут на форуме есть такой "zzzzzzzzzzzzz" (точного количества "z" не знаю), он специалист именно в этой области, включая стойкость, пообщайтесь с ним. Но при таком расладе ответ на "можно ли" звучит на 100% ДА.

В понедельник попробую пообщаться. Проблема ASIC мне видится в том, что это отдельная песня. Да и опыта в асикостроении у нас практического не было. А эта область (рентгеновское излучение) просто высший пилотаж....

В первую очередь конечно нужно разбираться с характеристиками излучения. Если задача стоит “сделать дешевле”, то думаю Actel RTAX может не подойти просто по цене (тысячи $).
Я хотел предложить подумать над внешней защитой, но поскольку устройство мобильное, габариты и масса тоже ограничены.
Перспективы изготовления ASIC мне кажется не очень большие – такие приборы большими сериями не выпускаются. А иначе ASIC не окупится.
Советую выяснить характеристики излучения и заслать их напрямую в Actel – может дадут совет, что выбрать.

Корпуса, защищенные от рентгеновского излучения есть.
Enhanced Radiation Shielding Package

Так вот и я об этом. А тот товарищ - специалист именно в этой области. Они свои стойкие библиотеки ваяют на кольцевых полевиках, любые актели "отдыхают". Что касается "отдельной песни" - не такая она и отдельная. Делаете прототип на обычной ПЛИС, отлаживаете, а потом специально обученные люди обращают это в ИМС. Если сами боитесь. А тут бояться надо.

Дешевле - это сколько?


Золочение может означать все что угодно, например микросхем выполняющих эту функцию нет в природе с тем же температурным диапазоном. Или нужно было выполнить требование по агрессивности среды (окисление выводов, т.е. срок эксплуатации выдержать).
Так же надо учитывать, что золочение бывает разное. Этот показатель очень широкий и может означать все что угодно.


ASIC или БМК не выход, во первых сам процесс разработки структуры БМК и подготовки к производству, а затем прохождения радиационностойких испытаний очень дорогой. Штучный вариант без сомнения не окупится. Сделать радиационностойкое БМК _можно_ но это тоже удовольствие не из дешевых.


(с) Все относительно.....


Ни куда засылать не надо, в этом нет необходимости. По каждому семейству ПЛИС ACTEL предоставляет отчеты по сертификации (проведенных испытаниях по разным методикам для различного применения, в том числе и отчеты на радиационостойкость) на своем сайте - Отчеты в разделе Total Ionizing Dose (TID) Reports.

P.S. Есть и старые дешевые семейства ACTEL, но использовать устаревшее IMHO не целесообразно.


Не каждая обычна ПЛИС будет являться прототипом ИМС. Причем нельзя забывать об ограничениях по объему ИМС и ее "библиотечной" логике, т.е. о том _базисе_ из которого будет строиться Ваш проект в ИМС. Не всегда его может хватить.

Ну уж не надо сказки рассказывать. Ничего нет ни в одной ПЛИС, что нельза запихать в заказную ИМС (в БМК да, не все, а в full custom - все). А уж если исходные данные - куча рассыпухи-логики, то гарантирвоано все влезет. Я сам работаю в области разработки заказных ИМС уже не первый год. Что касается стоимости - да, дорого. Но и проект изначально не дешовый, одна его реализация на военных микрухах в золоченых панельках как бы не пол-заказа-масок для асика стоила.

Дело не в том, что куда влезет, а в том что конечные результаты могут _очень_ отличаться.

В Вашем базисе для ИМС есть радиационностойкое ОЗУ? (к примеру, в Вашем ИМС можно установить помимо радиационностойких gateов ОЗУ объемом 540кБ)?

В моем - нет. У zzzzzzzz 99% что есть. А нет, так сделает. Да и я очень сильно сомневаюсь, что там в той рассыпухе 540 кБ радиационно-стойкого ОЗУ.

И вообще - в моем базисе есть:

- n-канальный МОП
- p-канальный МОП
- хреновенький p-n-p эмиттером в подложку
- пара диодов
- пяток типов резисторов
- два-три типа конденсаторов.

Все, на этом базис исчерпан.

Было бы интересно узнать об этом подробнее. Самое достоверное и полное подтверждение этому - ссылка на соответствующий документ (отчет, сертификат и т.п.). Жду с интересом. Спасибо.

Ждите... Ждите... Вы что, заказчик? Нахрена кому-то вам все это предоставлять? Заключайте договор о неразглашении, и вперед.

Извините, что встреваю, но ваша тема очень близка к моей, хотя до спецов, которые здесь спорят, мне далеко.
Моё мнение таково, что эта толпа логики в "кролике" не случайна. Скорее всего всё в дипе и на колодках потому, что в прототипе заложены CERDIPовые военные версии микросхем, которые уже по своей области применения производятся устойчивыми к радиации. Колодки - для отладки с помощью дешёвых коммерческих аналогов.
В этой ситуации, ИМХО, лучшее - враг хорошего, если прототип хорошо работает. Да к тому же, вместо дорогих заказных ASICов, вы сможете использовать относительно дешёвые отечественные военные микрухи. В одном из моих текущих проектов я именно так и вырулил.
Хотя, в общем-то, могу и ошибаться...

Сначала о памяти - ее там точно нет. Тут я клинусь всеми своими органами - я сумел бы ее отличить . На некоторых микросхемах нет года выпуска а на калодках есть следы поддевания отверткой - видимо меняли. Устройство не макет! Оно серийно выпускалось (выпускается??) поэтому и решили удешевить. Если начальство позволит - выложу фото, но обещать не могу. После беглого осмотра в пятницу все что нашел - все логика. Серии не запомнил но есть SN74XX CD40XX. На нижней плате есть вроде операционник с техасовским клеймом, толпа транзисторов и пара реле.

Собственно вот что интересует - а как себя ведут рядом с рентгеновской трубкой обычные CPLD?

Когда то давно году так в 198х не помню точно читал статью в журнале толи Радио толи еще каком. Мужик поработал ликвидатором в Чернобыле и писал как и что ремонтировал - видимо профессия у него была такая. Писал что перед поездкой думал что будет менять полевики и прочее "ненадежное" а на месте выяснилось что оптика подгорела и еще что то совсем неожиданное. Как не силился сейчас найти не мог. Может прокоментирует кто...

Странно как-то, вроде военная серия в керамических корпусах называется SN54xx.
Или бывают невоенные радиационно-стойкие в пластике SN74xx?

Конечно же, нет! Устойчивость к радиации обеспечивается только корпусом, кристаллы же по структуре в 54 и 74 ИМХО одинаковые, разве что 54 проходят отбор (думаю, выбираются из центра пластины, а затем проходят отбраковку).
2PCBExp
Есть ещё одна мысль: не заморачиваться на военных ПЛИСах, а использовать индустриальную CPLD в BGA, которую потом с обеих сторон закатать в металлический экран, стойкий к радиации. Дело только за технологией такого экранирования. Ведь рентгеновское излучение является электромагнитным, метрового слоя свинца там не надо!

Вот тут Вы не совсем правы. Я не знаю именно в части 54/74, но в общем случае для стойких устройств применяются особые подходы к проектированию топологии, в частности - полевики с каналом в виде замкнутого кольца.

Вот мы собственно этого и хотим. Я внимательно еще раз на плату посмотрел и к своему удивлению нашел только CD4070, CD4017, CD4081, CD4013, CD4027, HEF4555, HEF4072, CD4046, CD4040 HEF4075, CD4071, CD4010, NE555, TL071, CD4093. Насчет SN74 погорячился. Но все в DIP и все на панелях.

Ну с запихиванием TL071 и NE555 в CPLD однозначно возникнут проблемы... Это аналоговые микросхемы. Хотя, возможно, 555-й можно будет заменить чем-то цифровым считающим.

Если бы 54-е были сделаны по такой технологии, у них были бы другие электрические характеристики, чем у 74-х (см. даташиты)
Интересно, а в каких DIPах: пластиковых или керамических. Колодки, думаю, не только для отладки, но и для оперативного ремонта без паяльника по месту работы "кролика" при наличии ЗИП.

PCBExp
Я не ахти какой специалист по радиостойкости, то тем не менее свой асик мы делаем по 0.18 и НЕ НИЖЕ. А кое что еще по полмикрона.
Отсюда только одна рекомендация для хорошей радиостойкости - использовать FPGA, а лучше CPLD, а еще лучше PAL как можно древнее!! В идеале вообще по микронной технологии. Я бы еще свинцовые (или что там от радиации лучше всего) радиаторы предусмотрел в конструкторской части.
К слову, для замены рассыпухи PALа хватит выше крыши. Вот только не знаю кто их сейчас делает, уже лет 10 не использовал.

PCBExp
Вот, к примеру: Texas Instruments PAL16R4AM в керамическом корпусе, 5ти вольтовый. Наверняка не ниже чем по 0.35мкм сделан, а то и 0.5 (0.35 вроде 3.3вольта везде). Замените россыпуху, поставите радиаторы. Дешево и сердито.

Не очень адекватная замена, если 4000-ки в исходном девайсе были выбраны из соображения потребления...

На мой взгляд, в данной области применения излишняя экономия потребления может выйти боком. Но в данном случае я ничего не знаю про стойкость технологии шоттки vs кмоп, или на чем еще PALы делают. Но с тех пор как мы перешли с 0.5 на 0.35 и ниже, испытания на радиостойкость стали проходить с предельнодопустимым количеством отказов. Итого, я все же бы остановился на 5ти вольтах, но, может, менее потребляющей технологии. ИМХО

Ну против этого я ничего не имею, полностью согласен. Лучше 0.5...1 um, в 0.35 даже уже не надо лезть.

Цена в 10$ на PAL16R4AMJ у производителя обычно удваивается в России. 8 недель (которые по факту окажутся 10-11) тоже вообщем не смертельно. Как вариант обязательно исследуем.

Но сейчас больше интересует другое. А что случится с памятью которая типа FLASH если рядом будет трубка светить? Или может есть одноразовая для FPGA а лучше чтоб таже одноразовая но внутри как у ACTEL (только не ACTEL). Что-нибудь ALTERAвское хотелось бы (индустриальное разумеется).

Сотрется нафиг, как раньше стирались УФ-излучением ПЗУшки через стекло в крышке.


Неа, только Actel, только серии на антифузах, и без вариантов.

Можно грузить FPGA не из FLASH. Например, прошивку держать в EEPROM керамическом, а грузить отдельной схемкой на том же PAL.
Или, как вариант, вынести микросхемы загрузки из зоны облучения, мы так делаем на испытуемых стендах. У нас ПЛИС тестовые наборы для испытуемого асика дергают. Асик сам в зоне облучения, а плисины с обвязкой - снаружи, данные по кабелю гонят. ПЛИС можно и по 2х метровому кабелю загрузить, проблем никаких.

Что касается альтеры или актеля, то в любом случае для ПЛИС придется саркофаг металлический городить - уверен.
По альтерам >link< выходит, что подойдет max7000 серия в керамике. Но это CPLD, не FPGA.

Обычно со снижением тех. норм стойкость к накопленной дозе увеличивается.


У Атмела были стойкие конфигураторы. Поищите по "Rad Hard".