MICROCHIP AN4682 Polar Fire FPGA 온도 및 전압tage 센서 사용 설명서

Q: PolarFire FPGA의 TVS 기능의 목적은 무엇입니까?
- A: TVS 기능은 다이 온도와 볼륨을 보고합니다.tagFPGA 패브릭에 대한 디지털 형식의 디바이스 공급 레일.
Q: TVS는 몇 개의 채널을 사용합니까?
- A: TVS는 4채널 ADC를 사용하여 구현됩니다.

소개

각 PolarFire 장치에는 Temperature 및 Vol이 장착되어 있습니다.tag전자 센서(TVS). TVS는 다이 온도 및 체적을 보고합니다.tagFPGA 패브릭에 대한 디지털 형식의 디바이스 공급 레일.

TVS는 4채널 ADC를 사용하여 구현되며 채널 정보는 다음과 같습니다.

채널 0~1V 권tag전자 공급
채널 1~1.8V 권tag전자 공급
채널 2~2.5V 권tag전자 공급
채널 3 - 다이 온도

TVS는 vol을 나타내는 16비트 인코딩 값을 출력합니다.tage 또는 온도와 해당 채널 번호. 온도와 부피tag전자 정보는 표준 온도 및 부피로 변환됩니다.tag전자 값. 자세한 내용은 PolarFire FPGA 및 PolarFire SoC FPGA를 참조하세요.

PolarFire FPGA 온도 및 볼륨tage 센서

이 데모에서는 UART 기반 애플리케이션(GUI)을 사용하여 PolarFire의 TVS 기능을 강조합니다. 데모 디자인은 TVS 채널의 데이터를 GUI에 표시되는 UART로 지속적으로 펌핑합니다. 이 데모 디자인은 PolarFire 장치의 TVS 기능을 시뮬레이션하는 방법도 보여줍니다.

데모 디자인은 다음 옵션 중 하나를 사용하여 프로그래밍할 수 있습니다.

작업 사용 file: 작업을 사용하여 장치를 프로그래밍하려면 file 디자인과 함께 제공되는 files, 4를 참조하십시오. 부록

FlashPro Express를 사용하여 장치 프로그래밍.
Libero SoC 사용: Libero SoC를 사용하여 장치를 프로그래밍하려면 2. Libero 설계 흐름을 참조하세요. 데모 디자인을 수정하는 경우 이 옵션을 사용하십시오.

디자인 요구 사항

다음 표에는 이 데모 설계에 대한 하드웨어 및 소프트웨어 요구 사항이 나열되어 있습니다.

표 1-1. 디자인 요구 사항 보안 사용자 가이드.

중요: 이 문서에 표시된 Libero SmartDesign 및 구성 스크린샷은 설명용으로만 제공됩니다. Libero 디자인을 열어 최신 업데이트를 확인하세요.

필수 조건

시작하기 전에:

데모 디자인용 files 다운로드 링크:

www.microchip.com/en-us/application-notes/AN4682

Libero SoC를 다운로드하고 설치합니다( webLibero SoC 설치 링크 최신 버전의 ModelSim, Synplify Pro 및 FTDI 드라이버가 Libero SoC 설치 패키지에 포함되어 있습니다.

데모 디자인

다음 그림은 TVS 설계의 최상위 블록 다이어그램을 보여줍니다. 다이 온도와 볼륨을 모니터링하기 위해 TVS의 4개 채널이 모두 설계에 활성화되어 있습니다.tag전자 레일. 패브릭 로직은 TVS 채널 출력을 캡처하여 CoreUART IP를 통해 UART IF로 보냅니다.

GUI는 채널당 TVS 값을 수신하고 디코딩하여 설명된 대로 표시합니다.

다이 온도
온도 채널의 16비트 출력 값은 켈빈(Kelvin)으로 표시되며 다음 표에 나열된 대로 디코딩할 수 있습니다. 예를 들어amp예를 들어, 온도 채널의 출력 값 0x133B는 307.56 Kelvin을 의미합니다.

표 1-2. 온도 채널 값 디코딩

권tage

VALUE 및 CHANNEL 출력에 있는 데이터는 VALID 출력이 선언된 경우에만 유효합니다. 해당 채널 활성화 입력을 비활성화하여 채널이 비활성화되면 VALID 출력이 활성화되더라도 출력에 있는 채널 데이터는 유효하지 않습니다. 권tage 채널의 16비트 출력 값은 밀리볼트(mV)로 표시되며 다음 표와 같이 디코딩할 수 있습니다. 예를 들어amp르, 권tage 채널의 출력 값 0x385E는 1803.75mV를 의미합니다.

설계 구현

다음 그림은 TVS 데모 설계의 Libero SoC 소프트웨어 설계 구현을 보여줍니다.

최상위 설계에는 다음 구성 요소가 포함됩니다.

TVS_IP_0 매크로
Core_UART_0
TVS_to_UART_0 논리
clock_gen_0
INIT_MONITOR_0 및 PF_RESET_0

TVS_IP_0 매크로

다음 그림은 TVS 인터페이스 구성기를 보여줍니다.

GUI는 켈빈 값을 변환하여 다이 온도를 섭씨로 표시합니다. 섭씨 값 = 켈빈 값 – 273.15

TVS_to_UART_0

TVS-UART 로직은 온도 및 볼륨을 캡처합니다.tage TVS 매크로의 값을 입력하고 데이터를 Core_UART_0으로 보냅니다.

clock_gen_0

CCC는 100MHz 클록을 생성하도록 구성됩니다.

시뮬레이션 흐름

TVS 시뮬레이션 모델은 .mem에 제공된 읽기 지침을 기반으로 TVS 매크로 출력을 업데이트합니다. file 또는 .txt file. 그 file 전환할 TVS 출력의 시뮬레이션 모델에 이름을 전달해야 합니다. .mem을 저장하는 데 사용되는 매개변수 file 이름은 "TVS_MEM"입니다.FILE". 다음 vsim 명령을 추가하여 file 이름

.mem file 시뮬레이션 시간과 그 당시 16개 ADC 채널의 디지털 값(0비트)이 포함됩니다. 채널을 사용하지 않더라도 값이 필요합니다. 값은 0일 수 있습니다. 모든 채널 출력이 XNUMX인 상태로 시뮬레이션이 시작됩니다. 패턴은 .mem에서 여러 번 반복될 수 있습니다. file 채널 출력의 여러 값을 반영합니다. 멤의 내용 file 256줄로 제한됩니다.

설계 시뮬레이션

Libero 프로젝트에는 TVS 블록을 시뮬레이션하기 위한 테스트 벤치가 포함되어 있습니다. 테스트벤치는 CoreUART IP를 사용하여 4개의 TVS 채널 값을 모두 캡처합니다. 4개 채널의 디지털 값은 .mem을 통해 전달됩니다. file.

시뮬레이션 설정

.mem을 전달하려면 다음 단계를 수행하십시오. file 시뮬레이션을 위해:

Libero SoC 프로젝트 설정을 엽니다(프로젝트 > 프로젝트 설정).
시뮬레이션 옵션에서 Vsim 명령을 선택합니다. 입력하다

-gTVS_MEMFILE추가 옵션 필드에서 =“tvs_values.mem”을 선택한 다음 저장을 클릭합니다. 처럼amp르 tvs_values.mem file 시뮬레이션 폴더에 제공됩니다. .mem file Libero 프로젝트의 시뮬레이션 폴더에서 사용할 수 있어야 합니다. tvs_values.mem file 다른 시간 인스턴스에서 TVS 블록의 16비트 디지털 출력을 캡처합니다.

설계를 시뮬레이션하려면 다음 단계를 수행하십시오.

설계 흐름 탭의 합성 전 설계 확인에서 시뮬레이션을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 대화형으로 열기를 선택합니다.

그림 1-5. 설계 흐름 시뮬레이션

시뮬레이션이 완료되면 다음 그림과 같이 Wave 창이 나타납니다. 4개 채널이 모두 활성화되었으므로 TVS 회로는 CHANNEL 출력의 채널 번호와 함께 VALUE 출력의 특정 시점에 4개 채널의 값을 출력합니다. VALUE 및 CHANNEL 출력에 있는 데이터는 VALID 출력이 선언된 경우에만 유효합니다. 시뮬레이션 결과에서 다음을 관찰하십시오.

변환을 위해 채널이 활성화된 후 TVS 블록이 변환을 완료하는 데 390마이크로초가 걸립니다.
각 채널에는 410마이크로초의 변환 지연이 있습니다.
전환율은 1920마이크로초로 TVS 구성기에서 설정한 전환율과 동일합니다.
TVS 블록은 tvs_values.mem에 제공된 값을 기반으로 출력 값을 생성합니다. file.

다음 그림은 ModelSim Pro ME Wave 창의 UI를 보여줍니다.

ModelSim Pro ME와 Libero 프로젝트를 닫습니다.

리베로 설계 흐름

이 장에서는 데모 디자인의 Libero 디자인 흐름에 대해 설명합니다. Libero 설계 흐름에는 다음 단계가 포함됩니다.

종합
장소 및 경로
타이밍 확인
비트 스트림 생성
프로그램 실행 작업

다음 그림은 디자인 흐름 탭의 이러한 옵션을 보여줍니다.

종합

설계를 합성하려면 다음 단계를 수행하십시오.

Design Flow 창에서 Synthesize를 더블클릭합니다. 합성이 성공하면 그림 2-1과 같이 녹색 체크 표시가 나타납니다.
합성을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 선택하세요. View 보고하다 view 합성 보고서 및 로그 file보고서 탭에 있습니다.

장소 및 경로

Design Flow 창에서 Place and Route를 두 번 클릭합니다.
그림 2-1과 같이 장소와 경로가 성공적으로 지정되면 녹색 체크 표시가 나타납니다.
배치 및 라우팅을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 선택합니다. View 보고하다 view 장소 및 경로 보고서 및 로그 file보고서 탭에 있습니다.

타이밍 확인

타이밍을 확인하려면 다음 단계를 수행하십시오.

Design Flow 창에서 검증 타이밍(Verify Timing)을 두 번 클릭합니다. 디자인이 타이밍 요구 사항을 성공적으로 충족하면 그림 2-1과 같이 녹색 눈금 표시가 나타납니다.
타이밍 확인을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 선택합니다. View 보고하다 view 확인 타이밍 보고서 및 로그 file보고서 탭에 있습니다.

FPGA 어레이 데이터 생성

FPGA 배열 데이터를 생성하려면 디자인 흐름 창에서 FPGA 배열 데이터 생성을 두 번 클릭합니다. 그림 2-1과 같이 FPGA 배열 데이터가 성공적으로 생성되면 녹색 눈금 표시가 표시됩니다.

비트 스트림 생성

비트스트림을 생성하려면 다음 단계를 수행하십시오.

Design Flow 탭에서 비트스트림 생성을 두 번 클릭합니다.
비트스트림이 성공적으로 생성되면 그림 2-1과 같이 녹색 체크 표시가 나타납니다.
비트스트림 생성을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 선택합니다. View 보고하다 view 해당 로그 file 보고서 탭에서.

프로그램 실행 작업

비트스트림을 생성한 후 PolarFire 장치를 프로그래밍해야 합니다. PolarFire 장치를 프로그래밍하려면 다음 단계를 수행하십시오.

다음 점퍼 설정이 보드에 설정되어 있는지 확인하십시오.

전원 공급 장치 케이블을 보드의 J9 커넥터에 연결합니다.
호스트 PC의 USB 케이블을 보드의 J5(FTDI 포트)에 연결합니다.

SW3 슬라이드 스위치를 사용하여 보드에 전원을 공급합니다.
Libero > Design Flow 탭에서 Run PROGRAM Action을 더블클릭합니다.
그림 2-1과 같이 장치가 성공적으로 프로그래밍되면 녹색 눈금 표시가 나타납니다.

데모 실행

이 장에서는 TVS 데모를 실행하기 위해 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 설치하고 사용하는 방법을 설명합니다. PolarFire TVS 데모 애플리케이션은 PolarFire 장치와 통신하기 위해 호스트 PC에서 실행되는 간단한 GUI입니다.

GUI를 설치하려면 다음 단계를 수행하십시오.

mpf_an4682_v2022p1_eval_df.rar의 내용을 추출합니다. file. mpf_an4682_v2022p1_eval_df\GUI\TVS_Monitor_GUI_Installer 폴더에서 setup.exe를 두 번 클릭합니다. file.
설치 마법사에 표시되는 지침을 따르십시오. 성공적으로 설치되면 TVS_Monitor_GUI가 호스트 PC 데스크탑의 시작 메뉴에 나타납니다.

TVS 데모를 실행하려면 다음 단계를 수행하십시오.

시작 메뉴에서 TVS_Monitor_GUI를 클릭하여 애플리케이션을 시작합니다. 보드가 연결되어 있고 적절한 로그 폴더가 선택되었는지 확인하십시오.

연결을 클릭합니다. 성공적으로 연결되면 GUI에 온도와 볼륨이 표시됩니다.tag전자 값. 일지 file 시간 st로 생성됩니다.amp 에서 file 로그 폴더 위치의 이름입니다. 기본적으로 로그 폴더는 '지원'을 가리킵니다.Files' 폴더를 설치 디렉터리에 넣으세요. 사용자는 보드에 연결하기 전에 로그 폴더 위치를 수정할 수 있습니다. 중요: 로그 폴더가 시스템 제한 위치가 아닌지 확인하십시오. 이 경우 사용자는 관리자 권한으로 GUI를 시작해야 합니다(마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 관리자 권한으로 실행).
상한, 하한 및 각 채널에 대한 로깅의 최소 변화는 setup.ini에서 구성 가능합니다. file. 채널 값은 로그에 기록됩니다. file 변형이 setup.ini에 지정된 'min var' 값을 초과하는 경우 file. 다음 그림은 표준 온도와 부피를 보여줍니다.tage 채널 0의 값(1.05V). 플롯은 채널 0의 값에 해당합니다. 마찬가지로 다른 채널을 선택하고 view 해당 값과 플롯.

중요한: GUI는 지연(ms) 필드에 입력된 지연으로 TVS 채널 값을 업데이트합니다.

부록 1: FlashPro Express를 사용하여 장치 프로그래밍

이 장에서는 .job 프로그래밍을 사용하여 PolarFire 장치를 프로그래밍하는 방법을 설명합니다. file FlashPro Express를 사용하여. 작업 file 다음 디자인에서 사용 가능 files 폴더 위치: mpf_an4682_v2022p1_eval_df\Programming_Job

장치를 프로그래밍하려면 다음 단계를 수행하십시오.

보드의 점퍼 설정이 표 2-1에 나열된 것과 동일한지 확인하십시오. 중요: 점퍼 연결 중에는 전원 공급 장치 스위치를 꺼야 합니다.
전원 공급 장치 케이블을 보드의 J9 커넥터에 연결합니다.

호스트 PC의 USB 케이블을 보드의 J5(FTDI 포트)에 연결합니다.
SW3 슬라이드 스위치를 사용하여 보드에 전원을 공급합니다.
호스트 PC에서 FlashPro Express 소프트웨어를 실행합니다.
새로 만들기를 클릭하거나 프로젝트 메뉴의 FlashPro Express 작업에서 새 작업 프로젝트를 선택하여 다음 그림과 같이 새 작업 프로젝트를 만듭니다.
FlashPro Express 작업의 새 작업 프로젝트 대화 상자에 다음을 입력합니다.
- 프로그래밍 작업 file: 찾아보기를 클릭하고 .job이 있는 위치로 이동합니다. file 가 있으며 다음을 선택합니다. file. 기본 위치는 다음과 같습니다. \mpf_an4682_v2022p1_eval_df\Programming_Job.
- FlashPro Express 작업 프로젝트 위치: 찾아보기를 클릭하고 프로젝트를 저장할 위치로 이동합니다.
확인을 클릭합니다. 필요한 프로그래밍 file 선택되어 장치에 프로그래밍할 준비가 되었습니다.

FlashPro Express 창이 다음 그림과 같이 나타납니다. 프로그래머 필드에 프로그래머 번호가 나타나는지 확인하십시오. 그렇지 않은 경우 보드 연결을 확인하고 프로그래머 새로 고침/재검색을 클릭하십시오.
RUN을 클릭하여 장치를 프로그래밍하세요. 장치가 성공적으로 프로그래밍되면 다음 그림과 같이 RUN PASSED 상태가 표시됩니다. TVS 데모를 실행하려면 3. 데모 실행을 참조하세요.
FlashPro Express를 닫거나 프로젝트 탭의 프로젝트 탭에서 종료를 클릭합니다.

부록 2: TCL 스크립트 실행

TCL 스크립트는 디자인에 제공됩니다. files 폴더는 TCL_Scripts 디렉토리 아래에 있습니다. 필요한 경우 설계 구현부터 작업까지 설계 흐름을 재현할 수 있습니다. file 세대.

TCL을 실행하려면 다음 단계를 수행하십시오.

Libero 소프트웨어 실행
프로젝트 > 스크립트 실행…을 선택합니다.
찾아보기를 클릭하고 다운로드한 TCL_Scripts 디렉토리에서 script.tcl을 선택합니다.
실행을 클릭합니다.

TCL 스크립트가 성공적으로 실행되면 Libero 프로젝트가 TCL_Scripts 디렉터리 내에 생성됩니다. TCL 스크립트에 대한 자세한 내용은 mpf_an4682_v2022p1_eval_df/TCL_Scripts/readme.txt를 참조하세요. TCL 명령에 대한 자세한 내용은 Tcl 명령 참조 가이드를 참조하세요. TCL 스크립트를 실행할 때 발생하는 쿼리에 대해서는 기술 지원에 문의하세요.

개정 내역

개정 내역은 문서에서 구현된 변경 사항을 설명합니다. 변경 사항은 최신 출판물부터 시작하여 개정별로 나열됩니다.

마이크로칩 FPGA 지원

Microchip FPGA 제품 그룹은 고객 서비스, 고객 기술 지원 센터, web사이트 및 전세계 판매 사무소. 문의 사항이 이미 답변되었을 가능성이 높으므로 고객 지원팀에 문의하기 전에 Microchip 온라인 리소스를 방문하는 것이 좋습니다. 다음을 통해 기술 지원 센터에 문의하십시오. web사이트에서 www.microchip.com/support. FPGA 디바이스 부품 번호를 언급하고 적절한 케이스 카테고리를 선택하고 디자인을 업로드하십시오. file기술 지원 사례를 만드는 동안. 제품 가격, 제품 업그레이드, 업데이트 정보, 주문 상태 및 승인과 같은 비기술적 제품 지원에 대해서는 고객 서비스에 문의하십시오.

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마이크로칩 제품은 해당 마이크로칩 데이터 시트에 포함된 사양을 충족합니다.
Microchip은 자사 제품군이 의도된 방식으로, 작동 사양 내에서, 정상적인 조건에서 사용될 경우 안전하다고 믿습니다.

Microchip이나 다른 반도체 제조업체는 코드의 보안을 보장할 수 없습니다. 코드 보호는 제품이 "깨지지 않는다"는 것을 보장한다는 것을 의미하지 않습니다. 코드 보호는 끊임없이 진화하고 있습니다. Microchip은 제품의 코드 보호 기능을 지속적으로 개선하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

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www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services. 이 정보는 MICROCHIP에 의해 "있는 그대로" 제공됩니다. Microchip은 비침해, 상품성, 특정 목적에의 적합성에 대한 묵시적인 보증을 포함하되 이에 국한되지 않는 정보와 관련하여 명시적이든 묵시적이든, 서면이든 구두이든, 법적이든 기타 어떠한 종류의 진술이나 보증도 하지 않습니다. 임대료 상태, 품질 또는 성능과 관련됩니다. 어떠한 경우에도 마이크로칩은 정보 또는 정보의 사용과 관련하여 어떠한 종류의 간접적, 특별, 징벌적, 우발적 또는 결과적 손실, 손상, 비용 또는 비용에 대해 책임을 지지 않습니다. 가능성 또는 손해는 예측 가능합니다. 법률이 허용하는 최대 한도 내에서, 정보 또는 그 사용과 관련된 모든 청구에 대한 마이크로칩의 총 책임은 귀하가 해당 정보에 대해 마이크로칩에 직접 지불한 수수료 금액을 초과하지 않습니다. 생명 유지 및/또는 안전 애플리케이션에 Microchip 장치를 사용하는 것은 전적으로 구매자의 책임이며, 구매자는 그러한 사용으로 인해 발생하는 모든 손해, 청구, 소송 또는 비용으로부터 Microchip을 방어, 배상 및 보호하는 데 동의합니다. 달리 명시하지 않는 한, Microchip의 지적 재산권에 따라 어떠한 라이센스도 묵시적으로 또는 다른 방식으로 전달되지 않습니다.

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전화: 408-436-4270
캐나다 - 토론토
전화: 905-695-1980
팩스: 905-695-2078
호주 - 시드니
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중국 – 청두
전화: 86-28-8665-5511
중국 - 충칭
전화: 86-23-8980-9588
중국 – 둥관
전화: 86-769-8702-9880
중국 – 광저우
전화: 86-20-8755-8029
중국 - 항저우
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중국 – 홍콩 특별행정구
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중국 – 상하이
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전화: 86-24-2334-2829
중국 – 선전
전화: 86-755-8864-2200
중국 – 쑤저우
전화: 86-186-6233-1526
중국 – 우한
전화: 86-27-5980-5300
중국 – 시안
전화: 86-29-8833-7252
중국 – 샤먼
전화: 86-592-2388138
중국 - 주하이
전화: 86-756-3210040
인도 - 방갈로르
전화: 91-80-3090-4444
인도 – 뉴델리
전화: 91-11-4160-8631
인도 - 푸네
전화: 91-20-4121-0141
일본 – 오사카
전화: 81-6-6152-7160
일본 – 도쿄
전화: 81-3-6880-3770
한국 – 대구
전화: 82-53-744-4301
한국 – 서울
전화: 82-2-554-7200
말레이시아 – 쿠알라 룸푸르
전화: 60-3-7651-7906
말레이시아 - 페낭
전화: 60-4-227-8870
필리핀 – 마닐라
전화: 63-2-634-9065
싱가포르
전화: 65-6334-8870
대만 – 신주
전화: 886-3-577-8366
대만 – 가오슝
전화: 886-7-213-7830
대만 – 타이페이
전화: 886-2-2508-8600
태국 – 방콕
전화: 66-2-694-1351
베트남 – 호치민
전화: 84-28-5448-2100
오스트리아 - 벨스
전화: 43-7242-2244-39
팩스: 43-7242-2244-393
덴마크 - 코펜하겐
전화: 45-4485-5910
팩스: 45-4485-2829
핀란드 – 에스포
전화: 358-9-4520-820
프랑스 - 파리
Tel: 33-1-69-53-63-20
Fax: 33-1-69-30-90-79
독일 - 가르힝
전화: 49-8931-9700
독일 – 한
전화: 49-2129-3766400
독일 - 하일브론
전화: 49-7131-72400
독일 - 카를스루에
전화: 49-721-625370
독일 - 뮌헨
Tel: 49-89-627-144-0
Fax: 49-89-627-144-44
독일 – 로젠하임
전화: 49-8031-354-560
이스라엘 – 라아나나
전화: 972-9-744-7705
이탈리아 – 밀라노
전화: 39-0331-742611
팩스: 39-0331-466781
이탈리아 – 파도바
전화: 39-049-7625286
네덜란드 - 드루넨
전화: 31-416-690399
팩스: 31-416-690340
노르웨이 - 트론헤임
전화: 47-72884388
폴란드 - 바르샤바
전화: 48-22-3325737
루마니아 - 부쿠레슈티
Tel: 40-21-407-87-50
스페인 – 마드리드
Tel: 34-91-708-08-90
Fax: 34-91-708-08-91
스웨덴 – 예테보리
Tel: 46-31-704-60-40
스웨덴 – 스톡홀름
전화: 46-8-5090-4654
영국 – 워킹엄
전화: 44-118-921-5800
팩스: 44-118-921-5820

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MICROCHIP AN4682 Polar Fire FPGA 온도 및 전압tage 센서 [PDF 파일] 사용설명서
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