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设计工程师详解为何要用FPGA创下一代电子产品

在一个范畴中,如果仅有不变的就是改动,不需求对电子技术和规划办法的开展改动做多少回忆,就能见证到改动是怎么使规划工程师能够创建出下一代立异产品。


微处理器得到大规模使用后,价廉物美的新技术为根据软件的革新性电子产品规划打开了大门,这就是一个很好的比如。简言之,把规划的首要元素——在这儿是操控“智能”——转入到软件范畴后,规划工程师就能够在更短时刻内创建出更好、更智能、更廉价的产品。


这个改动意味着嵌入式软件开发人员是当今界说电子产品功用和特性的首要推进者,并且终究要把硬件出产出来。该办法的成功要素在于削减硬件杂乱度和把规划的操控元素转变到可编程范畴带来的开放灵活性。


把软件规划提高一个水平


现在大容量、低本钱可编程器材的到来给电子产品规划的开展带来了相同的期望,因为在软件范畴界说体系硬件自身现已成为可能,比如大容量FPGA这样的大规模器材对满意这一需求十分抱负。这些期间一般可用于构建体系外设逻辑功用块的大件部分,包含总线接口、I/O块、甚至内存。把很多逻辑引进FPGA范畴对硬件开发具有深远影响,并为‘软’规划的新时代打开了一扇大门,这为规划供给了史无前例的灵活性,一起具有削减板级尺度和杂乱性的无穷潜力。

设计工程师详解为何要用FPGA创下一代电子产品

尽管它具有对电子产品开发进程起到革命性效果的潜力,但大都嵌入式软件开发人员仍像曾经一样作业——在规划流程的开端阶段挑选分立的硬件处理器、创建物理渠道,然后写软件运用该渠道。人们在嵌入式体系开发的“软”硬件范畴短少探究,首要原因在于短少让C程序员在可编程硬件级发挥技巧的工具。


的确,当时大都FPGA规划流首要都来自芯片规划范畴,需求十分专业的技巧。要逾越FPGA胶合逻辑使用需求更宽广的视界,包含充分使用可编程器材,把尽可能多的硬件引进到软范畴中。


这包含引进处理器功用自身,现在FPGA内的软处理器正越来越多地转变成嵌入式渠道。从根本上说,改用带FPGA的软处理器会带来结构灵活性、板卡尺度更小、更简略的长处,但深层次的使用会带来更吸引人的长处。当使用FPGA的可编程特性取得处理器顶层的笼统层时,就为嵌入式开发人员打开了无限可能——不仅在软件中完成笼统级规划,并且在硬件中也完成了。


试想这样一个体系

处理器经过可装备硬件(本质上是一个硬件包裹)与其内存和外设衔接——这就笼统了处理器的接口。简略地对FPGA从头编程就改动了硬件包裹,体系规划师能够轻易地改动处理器内核,甚至在硬的或软的处理器之间变换,无需修正其他体系硬件。从体系的视点来看,一切处理器都是类似的,这就简化了硬件规划流程。当然,把这延伸到使用软件范畴也需求能够在处理器之间供给C等级兼容性的编译器。


根据FPGA开发渠道具有许多的长处,各大厂商都有在布


FPGA作为“中国强芯”战略产品的重头戏之一,国内FPGA厂商高云半导体、同创国芯(归于紫光集团)、上海安路科技等。


致力于开发国产FPGA处理方案并推进其产业化的高云半导体,通用LVDS变速箱接口IP完成了内部逻辑和外部接口之间时钟频率和数据位宽的切换,并确保数据吞吐量守恒,一起支撑发送功用和接纳功用,高云一切FPGA芯片收发变速箱切换份额都支撑1:1、1:2、1:4、1:7、1:8和1:10。此外GW1N-6/9器材还支撑1:16切换份额。针对随路时钟和随路数据相位关系的不同需求,高云通用LVDS变速箱接口处理一起支撑边缘对齐方法和中心对齐方法。


高云FPGA芯片供给专用的单元模块用于构建高速LVDS接口,可根据特定的带宽、对齐方法、收发功用以及切换份额需求,整合单元模块并协同作业完成相应的功用。


高云产品使用司理徐才先生表示,“TCON商场使用,经过FPGA操控液晶屏的时序动作,将输入视频信号如LVDS信号,变换成数据驱动电路所用的方式如Mini-LVDS或者RSDS信号,传递到数据驱动电路,操控数据驱动电路适时开启,高云FPGA芯片在LVDS差分引脚数以及LVDS接口功能方面恰与TCON商场需求相符合。”


高云通用LVDS变速箱接口IP,参阅规划及开发板支撑GW1N-4KFQPF144封装FPGA芯片对接通用LVDS接纳信号以及mini-LVDS发送信号,后续升级版会支撑GW2A系列FPGA芯片,进一步提高LVDS I/O接口功能。


在国外,Xilinx、Altera、Lattice、Microsemi 4家公司手握9000余项专利,简直独占这个商场


不难发现,自FPGA面世以来,在杂乱逻辑电路以及数字信号处理范畴中扮演着越来越重要的人物,凭仗功能、上市时刻、本钱、稳定性和长时间保护方面的优势,在通讯、医疗、工控和安防等范畴占有一席之地,在过去几年也有极高的增长率。而近几年,因为云核算、高功能核算和人工智能的繁荣,具有先天优势的FPGA的重视度更是到达了史无前例的高度。


加之人工智能是当时整个科技产业探究的未来方向,也是互联网范畴的下一个浪潮。芯片处于的人工智能产业链的最上游,为中下游产业链供给核算处理才能及相关处理方案,芯片决议了智能设备开展的深度。以FPGA来完成人工智能使用,具有十分大的优势,能够很轻松地进行各种修正或升级,以便在最短时刻内支撑新的人工智能算法。

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