作为一个担任FPGA企业商场营销团队作业的人,我不得不说,因为在工艺技能方面的明显成果以及硅芯片规划范畴的独创性,FPGA正不断完结其支撑片上体系规划的许诺。跟着每一代新产品的推出,FPGA在体系中具有越来来越多的功用,可作为协处理器、DSP 引擎以及通讯渠道等,在某些运用范畴乃至还可用作完好的片上体系。
因而,在摩尔定律的效果下,FPGA产品的门数量不断增加,功用与专门功用逐步加强,使得FPGA在电子体系范畴可以替代此前只要ASIC和ASSP才干发挥的效果。不过,说到底,FPGA有必要要有恰当的规划东西辅佐,让规划人员充沛发挥其效果,不然再好的产品也毫无意义。
毫无疑问,跟着FPGA硅芯片的更新换代、移风易俗,FPGA东西在改善归纳运转时刻、编译时刻以及布局布线算法方面取得严重前进的一起,完结了更低的功耗和更高的功用。不过,上述前进根本没有体现在嵌入式软件方面,并且DSP规划人员或体系架构工程师并不了解FPGA规划作业。虽然FPGA的功用和定制要优于MPU和ASSP,但许多规划团队因为不了解 FPGA规划,依然挑选MPU或ASSP。这种状况真的不应抱怨规划团队,究竟MPU或ASSP的规划作业要简洁方便一些,并且学习新的规划技能需求时刻,导致规划团队的规划周期延伸。若想协助FPGA用户取得成功,就有必要完结规划作业的主动化,但又不能强行界说用户的规划流程。
从另一个视点来看,要想进一步推行FPGA,就需求在现有VHDL和Verilog规划人员的根底上进一步满意嵌入式软件以及DSP等其他规划范畴的需求和规划办法要求。这些规划人员有自己的详细要求,需求不同的规划办法和言语。应构建一个恰当的渠道,使 FPGA厂商及其第三方生态合作伙伴可以在此根底上满意详细运用及商场的需求。
例如,跟着最新Virtex-6与Spartan-6 FPGA系列产品的推出,赛灵思开端向客户引荐“方针规划渠道”的理念。
方针规划渠道在充沛考虑到客户规划进程和成功需求的根底上集成了五大要害组件:FPGA器材、IP核、选用业界验证办法的规划环境、强壮的参阅规划和可扩展的开发板和套件。作为上述计划的一部分,咱们还优化了东西,旨在为逻辑、嵌入式、DSP以及体系级规划等特定规划范畴供给所需的各种东西和IP,保证前进规划团队的作业效率。逻辑规划人员天然要保证取得含有一切传统FPGA东西的完好RTL规划流程,以满意高档平面布置、在线验证以及渐增施行的需求。不过,FPGA厂商需求从其他各范畴规划人员的实在需求动身,以便使嵌入式与DSP规划人员以及体系架构师能将规划作业的各方面联络在一起,高效地运用可编程逻辑。
FPGA 厂商多年来一向支撑嵌入式和数字处理技能的开展,并目击了商场的巨大革新。尤其是曩昔两年半以来,咱们看到了均匀有20%的嵌入式规划客户正在运用一个以上的处理器。曩昔,客户面对的应战主要是怎么自己独立完结规划作业,而现在,有必要为客户供给可简化体系生成的愈加主动化的规划流程,充沛发挥多处理器的效果。
嵌入式规划人员需求一种新的规划办法,让他们可以快速装备硬件渠道,并创立包含恰当的库、主动生成的设备驱动程序及完好开发板支撑套件的定制软件规划计划。这种高效环境能加快开发进程,节省开发时刻,然后防止简单犯错的手动操作。此外,规划人员还要可以创立自己的定制处理渠道,将外部功用集成到FPGA中,然后下降体系本钱。这可协助他们在体系特性与尺度间,以及软/硬件特性间完结最佳平衡,然后完结最高性价比。
下面就来谈谈DSP规划流程。为了协助在FPGA中施行杂乱算法的算法开发人员,咱们要为规划人员供给高度主动化的流程,并且即使规划人员不了解硬件描绘言语,也不影响规划作业。规划人员应当在全体体系开发流程前期阶段就能运用DSP规划环境来开发高档算法的硬件处理计划,或拼装全套DSP 体系,便于出产。
DSP规划流程一般包含以下过程:
● 用The MathWorks推出的业界规范东西合作赛灵思的System Generator与AccelDSP 归纳东西开发并验证硬件模型。
● 生成HDL位和周期仿真准确的电路图,也便是说,其行为保证契合原始模型中的功用。
● 规划归纳并生成比特流,用于 FPGA的编程。现在FPGA规划人员无须将DSP工程师或体系架构师的规划计划转变为HDL,然后防止了既耗时且简单犯错的过程。
在本模型中,规划人员可运用过滤器,过滤器的系数需求适应于行将经过体系的数据,因而咱们可经过同享存储器向过滤器增加处理器组件。规划人员还能在体系生成器中调用软件开发套件,编写一些C代码,以便依据数据更新系数,并修正整个模块,将其下载到开发板上进行实时调试,仍用 SimuLink或MATLAB测验基准完结硬件协同仿真。最终,如需求修正某些C 代码,规划人员可即时进行修正,且无须对规划计划进行再编译。
体系架构工程师的人物便是完结整个规划作业,依据规划计划的杂乱程度,他们或许需求在嵌入式、DSP和 RTL等范畴跨范畴作业。这时,FPGA厂商就需求供给体系级和RTL级东西。
体系规划的理念需求集成不同范畴的技能知识,在FPGA中更好地使用资源。跟着运用对DSP功用的依靠程度越来越高,咱们可让处理器充沛使用加快器的效果,然后大幅前进功用。事实上,FPGA专用体系规划的一大优势就在于它能履行体系分区,操控软硬件施行的平衡。对许多用户来说,现已没必要对初级HDL言语进行算法优化。
FPGA为规划、施行和修正片上体系级硬件供给了高度的灵活性,在现在全球工业面对巨大压力的状况下,这种灵活性对规划人员尤为重要,并且正不断服务于更多的工业、公司和工程师。乃至在产品的规划阶段,电子体系的规划人员就面对着不断加重的商业应战和日益严苛的产品要求,所以有必要使用 FPGA来处理难题,不然就难以作业。FPGA厂商要与合作伙伴一道致力于供给新的规划办法,协助客户跟上快速开展的事务和产品要求的脚步,不断完结前进。不只要满意FPGA硅芯片的开展要求,还要满意相关东西开展的要求,然后供给愈加以商场为导向的、用户愈加友爱的规划体会。