高压变频器-九洲电气是从那年开始生产的?

高压变频器-九洲电气是从那年开始生产的?,第1张

8月16日 08:30 是从一九九七年开始的,我公司就一直从事高压变频器技术的研究与应用系统的开发工作,并取得了喜人的业绩,JZHICON-1A系列高压变频器也可以为电机提供软启动功能,比如发电厂和热电厂大量使用的磨煤机等九洲电气的PowerSmartTM系列高压变频器,是具有优良性价比的交-直-交电压源型高压变频器。此系列高压变频器采用先进的电力电子器件IGBT和多电平PWM拓扑电路,通过高速数字信 号处理器DSP控制,可以将具有固定频率和幅值的3000~10000伏三相交流电源系统进行功率变换后,产生可调频率且电流随负载而定的高压交流系统,从而能够对三相电动机实现连 续调速。PowerSmartTM高压变频器广泛用于高压风机水泵调速和简化工艺过程控制,取代传统的挡风板、节流阀。全球性日益突出的能源问题使得PowerSmartTM系列高压变频器能够在节能方面大显身手,并取得良好的经济效益。同时还可以达到改善运行环境,平滑加减速,延长电机使用寿命,减少对电网的冲击和投资,提高加工工艺等目的。九洲电气(JZE)具有丰富的交流变速系统的设计与制造经验,拥有精良的制造和检验设备,以及众多的销售业绩,使PowerSmartTM在高压电机调速领域发挥着巨大的作用。
产品简介
PowerSmartTM系列高压大功率变频调速装置是哈尔滨九洲电气股份有限公司应用现代电力电子技术、电力拖动技术以及计算机控制技术等科研成果,并根据市场的需求而研制开发的新一代高效节能型高科技产品。它采用了先进的切分技术、优化的串联多重叠加技术、独特的单相桥式逆变技术、优秀的光纤传送技术、完善的过电压保护技术、波形连续变换技术以及远程通讯控制技术等等,这些技术大部分已经申请了国家专利。自一九九七年以来,我公司就一直从事高压大功率电机调速技术的研究与应用系统的开发工作,并建成了全国最大的国家级高压大功率电机调速项目的产业化生产基地。我公司生产的PowerSmartTM系列变频调速装置已经被广泛地应用于石油化工、电力工业、冶金工业、城市建设等行业中,并为各种锅炉鼓风机、引风机、除尘风机、排污机、压缩机、锅炉给水机、清洗泵、送水泵、污水泵、净化泵、油泵、轧机、卷扬机、球磨机等设备提供了稳定的高可靠性的变频调速解决方案,而且现场运行节能效果非常显著。同时,PowerSmartTM系列高压大功率变频调速装置也可以为电机提供软启动功能,以减少对电网的冲击和防止电机损坏。
人机界面
可以提供彩色触摸屏的全中文Windows界面,也可以提供经济适用的数码管 *** 作面板,充分体现了人性化设计
主控制器
由总线板、电源单元、CPU单元、接口电源、3个相控单元及开关量、模拟量的输入、输出子模块等组成。是变频器的控制核心,由两片DSP、多片FPGA、CPLD等构成,通过光纤将PWM信号产送到功率单元中,从而实现了高可靠性。
功率单元
主要完成整流、滤波和PWM逆变等功能,是变频器功率变换的核心部件。它采用新一代低压差IGBT作为主要的功率器件,具有开关损耗低、变换效率高等特点。
切分变压器
切分变压器为变频器的输入设备,由铁心、输入绕组、屏蔽层、输出绕组及冷却风机、过热保护电路等部分构成。为了兼顾防尘、维护以及美观等要求,选择柜内安装。 PowerSmartTM系列高压变频器选用的变压器,其绝缘等级为H级,绝缘材料部分选用进口的美国杜邦公司优质产品。
高压变频器基本原理
PowerSmartTM系列高压变频器是一种串联叠加型变频器,即采用多台单相三电平逆变器串联连接,输出多电平、可变频变压的高压交流电。
变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。三相高压电经用户侧的高压开关柜进入变频器,经输入变压器的降压、移相给功率单元柜内的功率单元供电,功率单元分为三组,一组为一相,每相的功率单元的输出首尾相串。主控制柜中的控制单元通过光纤实时对功率柜中的每一功率单元进行整流、逆变控制与检测,这样根据用户的需要通过 *** 作界面进行频率的给定,控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应的整流、逆变调整,输出满 足用户需求的电压等级。 1 移相式变压器 移相变压器的副边绕组分为三组,构成X脉冲整流方式;这种多极移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电波形,使负载下的网侧功率因数接近1。另外,由于变压器副边绕组的独立性,使每个功率单元的主回路相对独立,这样大大提高了变频器的可靠性。 2智能化功率单元 所有的功率模块均为智能化设计,具有强大的自诊断能力。一旦有故障发生时,将故障信息迅速返回到主控单元中,主控单元及时将主要功率元IGBT关断,保护主电路。同时,在中文人机界面上实时显示故障位置、类别。并对一定功率范围内的单元模块进行了标准化设计,以保证单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时,在得到报警器报警通知后,可在几分钟内更换同等功能的备用模块,减少停机时间。 ⒊双DSP控制系统 PowerSmartTM系列高压变频器的主控器的核心为双DSP的CPU单元,使指令能在纳秒级完成。这样CPU单元可以很快地根据 *** 作命令、给定信号及其它输入信号,计算出控制信息及状态信息,快速完成对功率单元的监控。 ⒋GPRS远程监控 PowerSmartTM系列高压变频器通过FTU配网装置,将采集到的“实际频率”、“定子电压”、“定子电流”、“压力”以及系统运行的状态量和报警信息等等数据,利用中国移动的GPRS网络发送到我方后台服务器,后台服务器可根据所收到的数据信息的分析结果作出相应的处理 *** 作,包括监测变频器的工作状态、系统运行参数、电流、电压的超标报警,这样就可以对现场进行实时监控,以确定其安全情况和运行情况。大幅提高了系统运行的可靠性、 *** 作方式更加灵活、同时也减少了维护费用。
用户管理
为了保证数据和 *** 作的安全性,产品出厂时建立了统一的权限管理模式。修改或查看变 频器运行参数时,首先要进行身份识别,检查用户权限,防止越权 *** 作,避免因人为原 因带来的系统不稳定因素。
控制方式设定
※本机控制 直接利用人机界面的启动、加速、减速、复位、停止等按钮,实现变频调速的 *** 作过程。
※上位机控制 控制系统CPU板上设有通讯接口,用户可以根据需要采用上位机控制方式,以数据通讯方式对变频器进行监控并可进行本机控制的所有 *** 作。
※远程控制 可以通过远程控制器具,用开关和模拟给定,通过端子,I/O接口输入 *** 作命令及给定值。
※DCS控制 灵活的可编程数字量和模拟量通讯接口,可与DCS直接连接,实现变频器与现场过程控 制系统的完美结合,并通过现场过程控制系统实现对变频器的控制。
※F参数设定功能 PowerSmartTM系列高压变频器在出厂之前已设置所有的参数值,可根据现场工况进行修改。如有错误可恢复出厂设置。可设定跳转频率最小值、最大值的上、下限,有效地避免用户系统非工频运行时可能出现的共振。针对不同的现场工况,可设定两种V/F曲线,达到不同的转矩提升。可根据不同的负载情况,设定不同的PID调节参数,更好地实现节能控制的效果。可以合理地设置变频器频率上升、下降时间,电机过流、过压保护系数等参数,对电机实施有效的保护。
运行方式的设定
※闭环运行方式
在闭环运行方式下,用户可以通过PID调节被控量(如风量、压力、温度等)的期望值,变频器将根据用户所设的期望,自动调节变频器的输出频率,控制电机的转速,使被控量的实际值自动逼近期望值。
※开环运行方式
考虑到现场工况有些没有闭环监测节点,可以选择开环运行方式,变频器的运行完全由 *** 作平台或外部模拟信号直接给定。 ■ 启动方式设定 ※正常启动 变频器按正常方式启动后,变频器自动上升频率并以用户设定的频率稳定运行。
※软启动
变频器按软启动方式启动后,变频器直接升速到系统参数中提供的电网投切频率,然后系统给出“变频/工频投切”指令,并进行相应的电气连锁控制,达到软启动的效果。
波形显示功能
在变频器使用的人机界面主界面上,用户可以通过“曲线”记录窗口了解变频器输入、输出的电压电流波形,以初步了解过去或现在变频器的工作情况。
故障查询功能
PowersmartTM系列高压变频器具有故障定位与查询功能,轻故障时变频器会在主界面上提供报警信息,重故障时变频器不仅提供报警信息而且会有警铃音像发出。在人机 *** 作界面的主界面上,用户可以通过“报警记录”查询故障的历史信息
旁路功能
如果K1,K2,K3采用单刀单掷隔离刀闸,用户可以进行手动旁路 *** 作。K1,K2闭合,K3断开时,电机可以由变频器控制调速运行。K1,K2断开,K3闭合时,电机可由KM直接启停并进行保护,变频器拖出电机工作回路,此为变频直接旁路功能,便于维护与检修。如果K1,K2,K3都采用电动开关,则可以实现三者之间的机械互锁,实现自动旁路及软启动 *** 作。
1高度的可靠性
①半导体器件全部采用进口产品,并经过严格老化后投入生产。 ②双DSP控制系统,利用DSP极强的处理能力和极快的处理速度使指令在纳秒级完成, 成倍的提高了系统的可靠性。 ③控制系统与功率单元之间采用光纤通讯,信号稳定性高,不会受到外界电磁场的干 扰和影响,非常好的解决了强弱电之间隔离。 ④极强的自诊断能力:既有静态自检、又有运行中的动态检测,能及时地对系统中各 种突发事件作出准确的预警和保护。 ⑤完善的保护功能:IGBT过流、系统过流、系统过压、系统超载、系统短路、功率单 元过热、功率单元电容异常、功率单元直流超压、系统电压过低、控制系统故障、 冷却系统异常等。
2不断的创新
随着经济的增长和技术的发展,用户对产品的要求越来越高,九洲电气结合国内外先 进的高压变频器安装经验,以成熟的PWM技术、完善的过电压保护技术等等为基础, 将PowerSmartTM系列高压变频器不断地完善与更新,满足了用户的需求。
⒊完美的变频输出
PowerSmartTM系列高压变频器采用多重叠加的办法,变频器输出电压的谐波含量很小, 已达到常规供电电压允许的谐波含量,不会引起电动机的附加谐波发热,输出的dv/dt 也很小,不会给电机增加明显的应力,因此对于旧设备改造来说不需要降容使用。 在变频器输入侧由于变频器多个副边绕组的均匀位移,如6KV输出时共有+250、+150、 +50、-50、-150、-250共6种绕组,这样对于变频器原边构成等效36脉动整流电路, 变频器输入电流中谐波含量大为减少,且远低于规定的限值,这样即使在供电电网的 容量较小时也能满足生产要求。变频器工作时的功率因数达096以上,满足了供电系 统的要求,因此不需要附加电源滤波器或功率因数补偿装置,也不会与有的补偿电容 装置发生谐振,也不会对同一电网上运行的电气设备发生干扰,因此也可以称为“无谐波的绿色变频器”。
⒋ 简单的 *** 作平台
PowerSmartTM系列高压变频器的 *** 作平台采用MCGS嵌入版组态软件,它具有全中文、可视化,以及面向窗口的开发界面,使得工作既简单直观,又灵活多变。它容量小、速度快、成本低、稳定性高、功能强大,避免了普通工控机的复杂 *** 作。变频启动、加速、减速、参数设定、复位、变频停止等 *** 作“一点”即可,优美的 *** 作界面,触摸式的 *** 作方式,让您的工作更加方便快捷。
5.瞬时停电再启动功能
实际现场中,常有因线路重合闸或电源倒闸而使高压变频器短时失电的现象,变频器若不具备瞬时停电不停机功能就会立即停止输出,而电机所带负载会存在机械惯性,在电源恢复后电动机的速度尚未降到零,等待重新启动又会经过相当长的时间,会给用户带来很多不便。PowerSmartTM系列高压变频器具备的瞬时停电再启动功能,可以在瞬时停电时跟踪电动机自由旋转实际速度对应的输出频率,电源恢复后以此频率为起始频率,使电动机重新加速到停电前的运行状态,以适应不允许停电设备的需要。
6.旋转电机启动功能
PowerSmartTM系列高压变频器可以在电动机自由旋转情况下,搜索电机实际速度对应的频率,以此频率为起始频率使电动机平滑投入高压变频器控制驱动的运行状态,缩短启动时间,减小冲击电流。
7.工/变频自动互切换功能
针对实际现场不允许停机的具体要求,对于变频器驱动的生产设备,当变频器出现故障或需要维护时,PowerSmartTM系列高压变频器会使工作中的电动机自动切换到工频运行状态,而不至于生产设备停机;当变频器维护完毕允许重新投入运行时,PowerSmartTM系列高压变频器会自动切除工频后,跟踪电机转速,自动投入变频运行状态,从而满足重要过程控制场合的实际要求。
参考文献:>产品1:DL系列测试机
DL2000是一台大型集成电路测试系统,外形尺寸600mm x350mm x 600mm,最高测试速率200MHz,最高配置512个通道。该系统是以测试数字IC为主,整个平台采用机柜加电缆的结构设计,可兼容各种类型的机械手、探针台、以及外挂表等设备。
DL2000旨在帮助您以较低的成本,实现测试效率以及测试稳定性的提高和改善。该测试系统支持广泛的业务,是实验室开发或大批量生产的理想选择。
产品2:FL1000射频电路老炼系统
该老化测试系统是自主研发的一款对X波段大功率微波管进行直流中级、末级与射频中级、末级老化的通用技术平台,该平台主要对大功率微波管进行高温动态老化,可提供室温~200摄氏度的器件壳温,可调占空比脉冲电流可达140A,电压可达70V,老化脉冲功率可达到4500W,激励的射频信号可达到8~10GHz。
产品3:FL2000动态老炼测试系统
该系统提供对CPU、CPLD、FPGA、大容量存储器等超大规模集成电路的高温动态老化测试,将老化与电参数测试结合,在老化过程中可动态测试不同温度区间器件的电参数特性。
产品4:EL1000三温机械手
ET1000 是一台单 / 双 SITE 的 P&P 测试分类机,可以支持多种封装的芯片,如 BGA/QFN/TSOP 等,芯片尺寸从5X5-50X50mm。使用 EPSON 机械臂将 IC 从进料区移至测试区,再根据测试结果进行分类。不仅适用于电性测试,也可用于系统功能测试。针对不同的测试环境,提供三温控制系统,无需液氮消耗,可以提供 -65℃~175℃ 的测试环境。切换产品仅需更换 Docking 与 Plunger 即可,缩短产品切换时间,是理想的产品工程和试验研发设备,适用于研究所、实验室等。
产品5:集成电路及模块表面电磁场扫描探测系统
器件/模块表面电磁场近场扫描系统,用于探测器件及模块表面的电磁场。利用这些表面电磁场信息可以实现器件的电磁辐射发射评价、器件内部电磁干扰源定位,借助电磁算法还可以进一步获得器件在特定环境下周围的电磁场分布,并分析与其他器件(包括天线)之间的相互耦合作用,从而应用于布局优化器件/模块表面电磁场近场扫描系统,用于探测器件及模块表面间的相互耦合作用,从而应用于布局优化。
关于信诺达
公司成立于2008年,是集研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业,被授予“国家高新技术企业”证书,在专业领域已获得多项专利,并于2009年通过ISO9001质量体系认证。针对用户的实际需求可量身为客户提供最优的测试解决方案。司秉承“敬业、奉献、协同、创新”的精神,以先进的科研技术、规范化的管理,竭诚为客户提供高质高效的测试服务

ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。是单片机的一种,取名为ARM实际是一个公司(精确说是苹果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合资企业)推行出的一种新的处理器架构,而ARM公司并不生产芯片,他们是将研究出的芯片专利出售。ARM主要是用于跑 *** 作系统的处理电路。我们常见的手机,路由器等一般是基于ARM芯片研发的。
DSP数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息,来处理现实信号的方法,这些信号由数字序列表示。
PLC中文名:可编程序控制器,是基于单片机的基础上研制出来的,起源于1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。1969 年,美国数字设备公司(DEC)研制出了第一台可编程控制器 PDP—14 ,在美国通用汽车公司的生产线上试用成功,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这是第一代可编程序控制器,称Programmable,是世界上公认的第一台PLC。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件,是从PAL和GAL器件发展出来的器件,相对而言规模大,结构复杂,属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统
通过上面介绍你可以知道,ARM,DSP,CPLD这三类全是芯片(集成电路)要使用必须要设计好PCB电路板,并同时给他们提供标准的外围器件如:电源部分、时钟部分、输入部分、输出部分等,然后在按自己的设计要求对他们编程,最终实现要求的动作和控制要求。
而PLC已经将他们集成在一起,成为一个器件,并且有已经定义好的输入、输出部分。只需要接上电源,和要求的接线,并输入梯形图或语句表程序,就可以直接使用了。

CPLD 是 Complex PLD 的简称,顾名思义,其是一种较 PLD 为复杂的逻辑元件。
CPLD 是一种整合性较高的逻辑元件。由于具有高整合性的特点,故其有性能提升,可靠度增加, PCB 面积减少及成本下降等优点。 CPLD 元件,基本上是由许多个逻辑方块( Logic Blocks )所组合而成的。而各个逻辑方块均相似于一个简单的 PLD 元件(如 22V10 )。逻辑方块间的相互关系则由可变成的连线架构,将整个逻辑电路合成而成。
Altera公司作为全球最大的可编程逻辑器件供应商之一,可提供MAX7000S(E)、MAX7000A(AE)、MAX7000B、FLEX6000A、FLEX10KA、FLEX 10KE 等系列产品。这些产品可用于组合逻辑、时序、算法、双端口RAM、FIFO 的设计。在加ALTERA 公司的MAX+pulsII 962 开发软件集设计输入、处理、校验和器件编程于一体,集成度高,开发周期短。
EPM7000 系列 CPLD 器件的性能特点
·以第二代多阵列矩阵(MAX)结构为基础,是一种高性能CMOS EEPROM 器件;
·通过JTAG 接口可实现在线编程(ISP);
·逻辑密度为600~5000 个可用编程门电路,128 个宏单元;
·引脚到引脚的逻辑延时为50ns,计数器工作频率可达到178MHz;
·有集电极开路选择,可编程宏单元触发器;
·具有专有的清除、时钟、输出使能控制;
·包括一个可编程的程序加密位,全面保护专利设计。
EPM 7128 EEPM7128S:
可用门数目:2500
宏单元数目:128
逻辑阵列块数目:8
最大用户I/O 数目:100
tPD(ns):6
tSU/ns:5
tFSU/ns:25
tC01/ns:4
ATMEL的 CPLD ATF1508和ALTERA 的CPLD EPM7128的结构基本是一样的,在用的时候只是在下载方法上不一样,也就是在下载的时候要用 ATMEL提供的软件下载。

FPGA 是英文Field Programmable Gate Array 的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC) 领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。它是当今数字系统设计的主要硬件平台,其主要特点就是完全由用户通过软件进行配置和编程,从而完成某种特定的功能,且可以反复擦写。在修改和升级时,不需额外地改变PCB 电路板,只是在计算机上修改和更新程序,使硬件设计工作成为软件开发工作,缩短了系统设计的周期,提高了实现的灵活性并降低了成本,因此获得了广大硬件工程师的青睐。
1984 年,在硅谷工作的Bernie Vonderschmitt、Ross Freeman 和 Jim Barnett 共同构建了一个设想,他们梦想创立一家不同于一般的公司。他们希望创建一家在整个新领域内开发和推出先进技术的公司。并且,他们还希望以这种方式领导它:在这里工作的人们热爱他们的工作、享受工作的乐趣,并对他们所从事的工作着迷。
创造性地推出了“无晶圆半导体”公司的概念。2009 年2 月18 日,Ross Freeman 因他的这项发明——现场可编程门阵列 (FPGA) 而荣登2009 美国发明家名人堂。Freeman 先生的发明是一块全部由“开放式门”组成的计算机芯片,其专利号为 4,870,302。采用这种芯片,工程师可以根据需要进行编程,添加新的功能,满足不断发展的标准或规范要求,并可在设计的最后阶段进行修改。
对PROM、EPROM、E2PROM 熟悉的人都知道这些可编程器件的可编程原理是通过加高压或紫外线导致三极管或MOS 管内部的载流子密度发生变化,实现所谓的可编程,但是这些器件或只能实现单次可编程或编程状态难以稳定。FPGA 则不同,它采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array) 这样一个新概念,内部包括可
配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block) 和内部连线(Interconnect)三个部分。
FPGA 的可编程实际上是改变了CLB 和IOB 的触发器状态,这样,可以实现多次重复的编程由于FPGA 需要被反复烧写,它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC 那样通过固定的与非门来完成,而只能采用一种易于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求,目前主流FPGA 都采用了基于SRAM 工艺的查找表结构,也有一些军品和宇航级FPGA 采用Flash 或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA 的重复配置。
根据数字电路的基本知识可以知道,对于一个n 输入的逻辑运算,不管是与或非运算还是异或运算等等,最多只可能存在2n 种结果。所以如果事先将相应的结果存放于一个存贮单元,就相当于实现了与非门电路的功能。FPGA 的原理也是如此,它通过烧写文件去配置查找表的内容,从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。
查找表(Look-Up-Table) 简称为LUT,LUT 本质上就是一个RAM。目前FPGA 中多使用4 输入的LUT,所以每一个LUT 可以看成一个有4 位地址线的 的RAM。 当用户通过原理图或HDL 语言描述了一个逻辑电路以后,PLD/FPGA 开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果,并把真值表( 即结果) 事先写入RAM,这样,
每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表,找出地址对应的内容,然后输出即可。
从表中可以看到,LUT 具有和逻辑电路相同的功能。实际上,LUT 具有更快的执行速度和更大的规模。由于基于LUT 的FPGA 具有很高的集成度,其器件密度从数万门到数千万门不等,可以完成极其复杂的时序与逻辑组合逻辑电路功能,所以适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。其组成部分主要有可编
程输入/ 输出单元、基本可编程逻辑单元、内嵌SRAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元、内嵌专用单元等,主要设计和生产厂家有赛灵思、Altera、Lattice、Actel、Atmel 和QuickLogic 等公司,其中最大的是美国赛灵
思公司,占有可编程市场50% 以上的市场份额,比其他所有竞争对手市场份额的总和还多。
FPGA 是由存放在片内RAM 中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM 进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。加电时,FPGA 芯片将EPROM 中数据读入片内编程RAM 中,配置完成后,FPGA 进入工作状态。掉电后,FPGA 恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA 能够反复使用。FPGA 的编程无须专用的FPGA 编程器,只须用通用的EPROM、PROM 编程器即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。
因此,FPGA 的使用非常灵活。如前所述,FPGA 是由存放在片内的RAM 来设置其工作状态的,因此工作时需要对片内RAM 进行编程。用户可根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。Xilinx FPGA 的常用配置模式有5 类:主串模式、从串模式、elect MAP 模式、Desktop 配置和直接SPI 配置。
目前,FPGA 市场占有率最高的两大公司赛灵思公司和Altera 生产的FPGA 都是基于SRAM 工艺的,需要在使用时外接一个片外存储器以保存程序。上电时,FPGA 将外部存储器中的数据读入片内RAM,完成配置后,进入工作状态;掉电后FPGA 恢复为白片,内部逻辑消失。这样FPGA 不仅能反复使用,还无需专门的FPGA编程器,只需通用的EPROM、PROM 编程器即可。Actel、QuickLogic 等公司还提供反熔丝技术的FPGA,具有抗辐射、耐高低温、低功耗和速度快等优点,在军品和航空航天领域中应用较多,但这种FPGA 不能重复擦写,开发初期比较麻烦,费用也比较昂贵。Lattice 是ISP 技术的发明者,在小规模PLD 应用上有一定的特色。早期的赛灵思公司产品一般不涉及军品和宇航级市场,但目前已经有多款产品进入该类领域。
FPGA 芯片结构目前主流的FPGA 仍是基于查找表技术的,已经远远超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能( 如RAM、时钟管理和DSP) 的硬核(ASIC 型) 模块。实际上每一个系列的FPGA 都有其相应的内部结构),FPGA 芯片主要由6 部分完成,分别为:可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。


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