TI推出车规级、工业级PLD，极大地简化了系统设计难度

1961年，NASA即将执行阿波罗飞行任务，TI受托设计出一系列具有更强计算能力和更加轻量化的数字逻辑IC，来应对绕地球轨道飞行的设备需求，51系列在这样的背景下应运而生，它是TI公司第一个完整且兼容的逻辑产品组合。

在随后的几十年里，TI在逻辑产品设计上不断取得进步，包括大量封装上的创新，如X2SON、DYY、DGS等，使得半导体器件变得更加小巧、高效、可靠。

图 | TI逻辑产品系列发展里程碑，来源：TI

60多年后的今天，德州仪器已经成为分立式逻辑技术的市场领头人，产品品类非常齐全，包括标准的逻辑器件和现代低功耗逻辑产品系列。

“我们的逻辑产品有三个未来发展的方向：第一，我们会针对下一代的控制器进行优化，以实现最先进的微处理器的技术；第二，我们的产品均符合汽车、航天、军事、工业市场的行业标准；第三，我们采用超小型的封装，让制造商更大限度地增加布板空间，并提高功率密度。” 德州仪器逻辑产品市场经理Luke Trowbridge介绍道。

从整体市场层面来看，近年来，越来越多的设计工程师采用可编程逻辑器件 (PLD) 来降低系统设计复杂性、节省布板空间、简化供应链，并加快产品上市进度。然而，从另一个角度出发，这也给今天的逻辑设计提出了三大挑战：

第一，空间限制

由于下一代产品必须要提供更多的功能，并且尺寸更小，所以目前使用分立式逻辑的设计人员就必须要在更小的布板空间里装进更多的IC，空间的利用会更加紧凑。

第二，设计复杂性

在软件编程方面，当我们需要特定功能或者可编程能力来去实现产品的差异化时，我们通常会依赖于复杂的可编程器件FPGA或者CPLD，这些器件支持数千个逻辑单元，但往往这种集成度、复杂性都会显著增加整个封装的尺寸、成本和功耗。另外采用这种CPLD或者FPGA的时候还需要比较昂贵的EDN工具，并且需要硬件描述语言，比如VHDL或者Verilog来去进行设计。

第三，缺少车规级、工业级产品

目前市场上比较简单的可编程逻辑器件缺少了汽车、工业应用所需要的封装、规格以及认证，所以限制了它们在消费类电子产品以外产品的适用性。

在这样的背景下，TI继去年推出1.2V 增强型航天塑料(SEP) 封装逻辑产品后，再次推出全新的可编程逻辑器件(PLD) 系列。该产品系列能够在单个器件中集成多达 40 个组合和顺序逻辑及模拟功能，与分立式逻辑实施方案相比，可帮助将电路板尺寸缩小高达 94%，并降低系统成本。此外，与市场上的同类可编程逻辑器件相比，新产品系列还大幅节省了空间。

图 | TI PLD 整合了多达 40 个数字和模拟逻辑元件，来源：TI

结合TI自研的InterConnect Studio 工具，工程师可在没有任何编码经验的情况下，通过GUI图形界面去配置TI的PLD器件，并在数分钟内设计、仿真和配置其器件以进行评估。

关于降本这一块，德州仪器逻辑产品系统经理Jose Gonzalez表示：“这种可编程逻辑器件可以简化整个采购流程，进而帮助下游工程师优化BOM物料清单。由于所有的逻辑功能都集成到了单个IC上，因此可以减少采购团队购买、入库、放置的时间，因此系统性成本可以同步降低。”

图 | TI全新的PLD系列可以简化系统设计，减小面积，缩减BOM，来源：TI

以典型的CANbus仲裁方案为例，它被广泛应用于汽车等CAN应用场景，其中会用到5个分立的逻辑门，系统就相对复杂。如果我们用TI今天发布的PLD系列，那么可以用一个器件取而代之，同时把面积减小94%，把BOM缩减80%。

值得一提的是，TI本次推出的PLD系列拥有多种封装选项和规格，包括超小型引线式封装和QFN等，非常适合汽车、工业、个人电子产品等应用场景。

此外，该全新 PLD 的静态电流小于 1µA，有功功率比市场上的同类器件低 50%，因此其低功耗特性有助于延长电动汽车、电动工具、电池包和游戏控制器等产品的电池续航时间。

同时，TI的所有新 PLD 产品均支持通用输入/输出、查找表、数字触发器、管道延迟、滤波器和电阻-电容振荡器。其中，TPLD1201 和 TPLD1202 器件还集成了模拟比较器等模拟功能，具有内部可选电压基准选项和迟滞；TPLD1202 具有串行外设接口、I2C、看门狗计时器和状态机等附加功能。

对此，Luke Trowbridge总结道：“对于全新的TPLD器件来说，有三个主要创新点：第一，工业的标准封装，带引线的封装和无引脚的封装可以适配不同场合。第二，低功耗，低至1µA的静态电流。第三，相对以前商业级的温宽，我们现在能够提供-40℃到125℃超宽的温度工作范围，非常适合像PLC这样的工业系统电源管理应用。”