【導讀】為了解決FPGA的這一缺陷，制造商們一直都在苦苦找尋合適的方案，令人高興的是，伴隨工藝的不斷改進，兼具CPLD與FPGA優點的芯片最終還是如期而至，被譽為“下一代非易失FPGA”的芯片是如何解決FPGA掉電易失難題的？
CPLD與FPGA雖然都歸屬于可編程ASIC器件，但因為結構上的差異，CPLD使用起來要比FPGA方便很多。CPLD編程采用的是E2PROM或FASTFLASH技術，無需外部存儲芯片，而FPGA則以高集成、靈活性著稱，局限是編程信息需存放在外部存儲器上，容易出現掉電數據丟失等缺陷。
為了解決FPGA的這一缺陷，制造商們一直都在苦苦找尋合適的方案，令人高興的是，伴隨工藝的不斷改進，兼具CPLD與FPGA優點的芯片最終還是如期而至——恰逢Altera公司進入中國市場三十周年之際，也是該系列芯片的第十代產品，這款被譽為“下一代非易失FPGA”的芯片被Altera命名為“MAX10 FPGA”。
MAX10與傳統的FPGA芯片相比有何不同之處？Altera給出的答案為這是業界第一款多功能、低成本、單芯片FPGA，其最大的特點是內部集成了兩個嵌入式閃存單元，無需添加外部RAM和存儲器件，當系統發生故障時，數據會自動保存在其中一個鏡像單元中，避免出現系統失效等風險。此外，由于MAX10采用的是臺積電55nm嵌入式NOR閃存技術，支持瞬時接通功能，上電接通時間只需短短的3ms，這一性能相比以往的FPGA器件顯然要優秀許多。
另一點值得注意的是，MAX10將過去常用在FPGA系統的32位核心處理器換成了Altera的軟核處理器Nios II，加上精度高達12bit的SAR ADC和溫度傳感器等外圍器件，可以為電路板設計減小接近50%的面積，同時也能大幅度降低BOM成本。
應用方面，與傳統FPGA芯片類同，Altera將MAX10定位在工業、汽車、通信、計算和存儲等領域，只是由于全新的雙配置閃存和嵌入式處理軟核，可以在單芯片上實現大多數應用中的失效安全遠程更新和運動控制處理的功能，借助MAX10內置的DSP模塊，用戶也能夠編寫精準的算法以應對高性能、高精度的應用場景。
事實上，Max10早于去年9月份就發布了第一款新品，計劃是今年實現量產。此次Altera發布的不僅僅是與其配套的通用開發套件，更有Altera合作的分銷商駿龍科技帶來的兩款基于MAX10的特色方案，分別針對當下十分火熱的物聯網以及電機驅動應用。其中，Mpression Odyssey（奧德賽）是一個為物聯網應用量身定制的開發和評估套件，用戶可以在iOS和Andriod手機上安裝專用的應用程序，直接通過藍牙接口讀寫數據、分析數據和遠程控制。
據駿龍科技方面介紹，“奧德賽（Odyssey）”開發套件主要由兩塊主板構成：一塊MAX 10 FPGA板卡和一塊藍牙及傳感器板卡。MAX 10 FPGA板卡以Altera的MAX10為核心，帶有30個插針的擴展接口、紐扣電池接口、JTAG調試接口、各種開關/按鈕和8個LED。藍牙及傳感器板集成了一個藍牙4.0模塊、一個32位處理器、溫度/濕度傳感器、紫外線/光敏/距離傳感器和加速度傳感器，用戶可以在手機應用程序中進行個性化的設置，從而快速體驗MAX 10和傳感器的各種特性。
Odyssey 系統框圖
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使用Odyssey套件的設計流程
另一款基于MAX 10的電機驅動方案，使用FPGA替代傳統的CPU/DSP架構實現算法，意味著所有的算法都將通過硬件實現，這樣由于處理能力限制而在CPU中無法實現的算法，現在都可以在MAX 10 FPGA中以輕松地實現。Altera的MAX 10支持EtherCAT、Powerlink、Mechatrolink等工業以太網接口以及Endat 2.2， BISS等編碼器接口，用戶可以該方案中實現靈活可定制的接口。該方案還提供可定制的調試界面，客戶可以根據自己的需求，定制自己的調試界面，實時觀測內部信號。
完善的MAX10電機設計平臺
可定制的實時控制調試界面
