グレープフルーツの起電力でLCDを駆動!!――ザイリンクス、超低消費電力を実現したCPLDのデモを実施

2000年03月09日 00時00分更新

文● 編集部　井上猛雄

7日、ザイリンクス(株)は、1月24日に発表したCPLD(Complex Programmable Logic Device)“CoolRunner”、XPLA3(eXtended Programmable Logic Array)ファミリーの説明会とデモンストレーションを実施した。

ファーストゼロパワー技術を採用し、消費電力を低減

XPLA3ファミリーは、独自のファーストゼロパワー技術(*)を採用し、スタンバイ消費電力を100μA(マイクロアンペア)に低減、ピン間遅延時間を5n(ナノ)秒にしたもの。他社製品と比較して、スタンバイ消費電力は1000分の1レベル、全消費電力は3分の1になっているので、ポータブルPC、PDA、ワイヤレスデバイスなどの分野に利用できる。

(*)CPLDには、ロジックを構成するためのパラメーターを記憶するメモリーセルがある。これを読み出すためにセンスアンプが用いられている。このアンプはリニアアンプのため、積項(AND)を拡張するほど電流が流れるという特性があり、通常は100ミリアンペアぐらいの電流を常に流しておく必要がある。ファーストゼロパワー技術では、このアンプ部をすべてCMOSタイプに変更しているため、スタンバイ時には大幅に電力を低減できる。


米ザイリンクスInc.のマーケティング、アプリケーションマネージャー、リノ・サンチェス氏がデモと説明を行なった

同ファミリーは、再プログラミングが可能な0.35μm(マイクロメートル)5層メタルプロセスで製造しており、ゼロパワーインターコネクトアレイと、PLAロジック(*)、I/Oロジック(5V対応のI/O、PCIコンパチのI/O）などで構成。マクロセルが32(使用可能ゲート数750) から384(9000)までの5タイプを用意している。

(*)PLAロジックは、XPLA3ファミリーから完全なPLAになった。プログラマブルORとANDの組み合わせによって、ピンロックを掛けやすくなっている


XPLA3ファミリーの外観

パッケージは、QFPや0.5mmボールピッチのCSP(CO)と0.8mmボールピッチのCSP(CS)などを用意。32および64マクロセルのタイプではCSとCPの両CSPパッケージを用意している。現在、256マクロセルのタイプをサンプル出荷中。量産出荷時の価格は10万個ロットで、1.65ドル(32マクロセルタイプ)、11.4ドル(256マクロセルタイプ)。主なスペックは以下の表とおり。

XPLA3ファミリーの主なスペック

型番	XCR3032XL	XCR3064XL	XCR3128XL	XCR3256XL	XCR3384XL
マクロセル	32	64	128	256	384
使用可能ゲート数	750	1500	3000	6000	9000
tPD(ns)	5	6	6	7.5	7.5
fSYS(MHZ)	200	167	167	133	133
パッケージ	44VQ(32)	44VQ(32)
(最大ユーザー I/O)	48CS(32)	*48CS(32)
		56CP(44)	100VQ(80)
		100VQ(64)	144CS(104)
			144TQ(104)	144TQ(104)
				208PQ(160)
				280CS(160)	280CS(216)

“CoolRunner”の“oo”の文字が、グレープフルーツをかたどっている理由

説明会では、銅と亜鉛のイオン化傾向の違いを利用し、起電力を生じさせる“ボルタの電池” の原理を使って、LCDを駆動するデモンストレーションが行なわれた。

使用した駆動ボードは、発振素子、“CoolRunner”、1個のLCD素子およびドライバーICで構成。このデモは、4個のグレープフルーツを利用し、3V、50mAミリアンペア程度の電圧電流を発生させ、ボードを駆動するというもの。LCDに“CoolRunner”というキャラクターが、1文字ずつ順次表示されているのを確認できた。