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FPGA芯片挑选战略

FPGA器件的选用同其它通用逻辑器件不同,除考虑器件本身的性能外,软件下具也很重要。目前市场上已有的FPGA器件生产厂家有20多个,而设计软件除生产厂

FPGA器材的选用同其它通用逻辑器材不同,除考虑器材本身的功用外,软件下具也很重要。现在商场上已有的FPGA器材出产厂家有20多个,而规划软件除出产厂家自行研发的软件外还有50多种。FPGA器材的价格现已不菲,更不用说规划软件的价格,所以怎么选用适宜的FPGA器材,不只是一件一次性的作业,还涉及到规划软件的选用以及往后进一步下作的展开。

首要,用户应该根据本身的技能环境、技能条件、运用习气等挑选一种适宜的软件东西,一起要统筹EDA技能的开展。占有优势的软件供货商同人大都芯片制造商建立了杰出的协作伙伴关系,所以,具有一种规划软件,再进一步挑选不同的东西库,或添加部分装备,即可对不同厂家的不同品种的FPGA产品进行规划。

其次,用户可根据规划的需求确认挑选哪一类FPGA器材。假如用于航天、军事范畴,反熔丝技能的一次编程型FPGA是首选;假如要完结多种算术运算,或是要求在较高速度下,FPGA/CPLD是较好的挑选;而关于功用杂乱的时序逻辑电路而言,规范门阵列单元型的FPGA具有集成度高、坚持灵敏和功耗低的长处。当然,这只是通用准则,关键是所挑选的器材能满意规划要求的一切功用,在此基础上,再运用上述准则确认详细的一种器材。

第三,选定某一厂家的产品,出产同类器材的厂家许多,一般根据以下准则进行挑选。

(1) 挑选有规划软件支撑的厂家的芯片,这样可削减本钱投入,下降成本。

(2) 挑选产品规划功用改善有余量的。假如所挑选的芯片是某一厂家产品中容量:最大,或是速度最高的,那么,一但规划需求改善,则有或许在该厂家的芯片中再选不出适宜的来了。

(3) 规划运用的延续性和可扩展性。假如所选厂家的产品具有很大的局限性,则有或许只是适用于很少一部分规划,然后形成规划软件投入上的糟蹋。

(4) 挑选功用价格比最优的。虽然象Xilinx 、Altera这样的器材出产厂家都在通过降价来作商场宣扬,大大都FPGA芯片的价格仍是比较高的,一切在满意上述准则的状况下恰当考虑价格也是有必要的。

FPGA器材的开展非常快,上面的计算是从商场的视点动身对商场份额较大、行业界现在处于领先地位的部分厂家进行的,具有必定的代表性,但不是非常全面。只要不断盯梢这一范畴的技能开展和商场动态才能对FPGA产品有愈加全面、不断更新的知道,在往后的规划中更好地运用FPGA,以进步产品的规划水平。

由于FPGA具有规划灵敏、能够重复编程的长处,因而在电子产品规划范畴得到了越来越广泛的运用。在工程项目或许产品规划中,挑选FPGA芯片能够参阅以下的几点战略和准则。

尽量挑选老练的产品系列

FPGA芯片的工艺一向走在芯片规划范畴的前列,产品更新换代速度非常快。稳定性和可靠性是产品规划需求考虑的关键因素。厂家最新推出的FPGA系列产品一般都没有通过大批量运用的验证。挑选这样的芯片会添加规划的危险。并且,最新推出的FPGA芯片由于产量比较小,一般供货状况都不会很抱负,价格也会偏高一些。假如老练的产品能满意规划目标要求,那么最好选这样的芯片来完结规划。例如,要用FPGA规划一块数据采集卡。选用Altera公司的Cyclone、CyloneII和CycloneIII等3个系列的芯片都能够完结这个功用。考虑到Cyclone和CyloneII是老练产品,一起CyloneII又是Cyclone的晋级产品,因而挑选CyloneII是比较抱负的计划。

尽量挑选兼容性好的封装

FPGA体系规划一般选用硬件描绘言语(HDL)来完结规划。这与根据CPU的软件开发又有很大不同。特别是算法完结的时分,在规划之前,很难预算这个算法需求占多少FPGA的逻辑资源。作为代码规划者,期望算法完结之后再挑选FPGA的类型。可是,现在的规划流程一般都是软件和硬件并行开端规划。也就是说,在HDL代码规划之前,就开端硬件板卡的规划。这就要求硬件板卡具有必定的兼容性,能够兼容不同规划的FPGA芯片。走运的是,FPGA芯片厂家考虑到了这一点。现在,同系列的FPGA芯片一般能够做到相同物理封装兼容不同规划的器材。例如,Xilinx的Spartan3系列FPGA,在BGA456封装下,能够挑选3S200、2S400、3S1000、3S1500这4种类型的FPGA。正是由于这一点,将来的产品就具有非常好的扩展性,能够不断地添加新的功用或许进步功用,而不需求修正电路板的规划文件。

尽量挑选一个公司的产品

假如在整个电子体系中需求多个FPGA器材,那么尽量挑选一个公司的产品。这样的优点不只能够下降成本,并且下降开发难度。由于开发环境和东西是共同的,芯片接口电平缓特性也共同,便于互联互通。

许多第一次触摸FPGA的规划师在芯片选型的时分都有过这个疑问。其实这两个最大的FPGA厂家坐落美国的同一座城市,人员和技能交流都很频频,因而产品各有的优势和特征,很难说清楚谁好谁坏。

在全球不同的区域,这两家公司的FPGA芯片产品的商场体现会有所不同。在中国商场,两家公司能够说是不相上下,在高校里边Altera的客户会略多一些。针对特定的运用,两个厂家的产品目录里边都能够找到合适的系列或许类型。

比方,针对低成本运用,Altera公司的Cyclone系列和Xilinx公司的Spartan3系列是对应的。针对高功用运用,Altera公司的Stratix系列和Xilinx公司的Virtex系列是对应的。所以,终究挑选那个公司的产品仍是看开发者的运用习气。

挑选芯片时千万留意芯片实践的作业温度

最近项目完结的仪器在测验时总是呈现数据禁绝的状况,而在曾经从没有呈现相似状况,并且在室内测验时一切目标均满意要求,不过一到室外测验(仪器运用场合在室外开阔场所),测验数据就会禁绝,百思不得其解,最终咱们判别是实践环境的温度超出了芯片的正常作业温度规模。在这个时分北京室外的温度常常低于0度,而我选用的FPGA芯片为商业级的,其作业温度规模在0°~70°,因而很有或许问题出在这儿,对设备加上保暖办法后,测验作用有显着改善。

趁便说一下各种等级芯片的作业温度规模

商业级:0°~70°

工业级:-40°~85°

军用级:-55°~125°

Altera的FPGA类型命名中也能看出其性质。比方我用的FPGA是EP2C8Q208C8

2C:代表是Cyclone II系列

8:逻辑单元的数量,8表明有8000个左右的逻辑单元

Q:表明封装,Q代表QFP封装

208:代表引脚数,有208只引脚

C:代表是商业级,I代表工业级

8:表明芯片速度,一般有6,7,8三种,6最高,8最慢

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