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先進(jìn)的ASIC生產(chǎn)工藝已經(jīng)被用于FPGA的生產(chǎn)，越來越豐富的處理器內(nèi)核被嵌入到高端的FPGA芯片中，基于FPGA的開發(fā)成為一項(xiàng)系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工程。隨著半導(dǎo)體制造工藝的不同提高，F(xiàn)PGA 的集成度將不斷提高，制造成本將不斷降低，其作為替代ASIC 來實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)的前景將日趨光明。 (1) 大容量、低電壓、低功耗FPGA 大容量FPGA 是市場(chǎng)發(fā)展的焦點(diǎn)。FPGA 產(chǎn)業(yè)中的兩大霸主：Altera和Xilinx在超大容量FPGA上展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。2007年Altera推出了65nm工藝的StratixIII系列芯片，其容量為67200個(gè)L E (Logic Element，邏輯單元)，Xilinx推出的65nm工藝的VitexVI系列芯片，其容量為33792個(gè)Slices (一個(gè)Slices約等于2個(gè)L E)。采用深亞微米(DSM)的半導(dǎo)體工藝后,器件在性能提高的同時(shí)，價(jià)格也在逐步降低。由于便攜式應(yīng)用產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)FPGA 的低電壓、低功耗的要日益迫切。因此，無論那個(gè)廠家、哪種類型的產(chǎn)品,都在瞄準(zhǔn)這個(gè)方向而努力。 (2) 系統(tǒng)級(jí)高密度FPGA 隨著生產(chǎn)規(guī)模的提高,產(chǎn)品應(yīng)用成本的下降，F(xiàn)PGA 的應(yīng)用已經(jīng)不是過去的僅僅適用于系統(tǒng)接口部件的現(xiàn)場(chǎng)集成，而是將它靈活地應(yīng)用于系統(tǒng)級(jí)(包括其核心功能芯片)設(shè)計(jì)之中。在這樣的背景下，國(guó)際主要FPGA 廠家在系統(tǒng)級(jí)高密度FPGA 的技術(shù)發(fā)展上，主要強(qiáng)調(diào)了兩個(gè)方面：FPGA 的IP( Intellec2tual Property ，知識(shí)產(chǎn)權(quán))硬核和IP軟核。當(dāng)前具有IP內(nèi)核的系統(tǒng)級(jí)FPGA的開發(fā)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是FPGA 廠商將IP硬核(指完成版圖設(shè)計(jì)的功能單元模塊)嵌入到FPGA 器件中，另一方面是大力擴(kuò)充優(yōu)化的IP軟核(指利用HDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)并經(jīng)過綜合驗(yàn)證的功能單元模塊)，用戶可以直接利用這些預(yù)定義的、經(jīng)過測(cè)試和驗(yàn)證的IP 核資源,有效地完成復(fù)雜的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 (3) FPGA和ASIC出現(xiàn)相互融合 雖然標(biāo)準(zhǔn)邏輯ASIC 芯片尺寸小、功能強(qiáng)、功耗低，但其設(shè)計(jì)復(fù)雜，并且有批量要求。FPGA價(jià)格較低廉，能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行編程，但它們體積大、能力有限，而且功耗比ASIC大。正因如此，F(xiàn)PGA和ASIC正在互相融合，取長(zhǎng)補(bǔ)短。隨著一些ASIC制造商提供具有可編程邏輯的標(biāo)準(zhǔn)單元，F(xiàn)PGA 制造商重新對(duì)標(biāo)準(zhǔn)邏輯單元發(fā)生興趣。 (4) 動(dòng)態(tài)可重構(gòu)FPGA 動(dòng)態(tài)可重構(gòu)FPGA是指在一定條件下芯片不僅具有在系統(tǒng)重新配置電路功能的特性，而且還具有在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)電路邏輯的能力。對(duì)于數(shù)字時(shí)序邏輯系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)可重構(gòu)FPGA的意義在于其時(shí)序邏輯的發(fā)生不是通過調(diào)用芯片內(nèi)不同區(qū)域、不同邏輯資源來組合而成，而是通過對(duì)FPGA 進(jìn)行局部的或全局的芯片邏輯的動(dòng)態(tài)重構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)可重構(gòu)FPGA在器件編程結(jié)構(gòu)上具有專門的特征，其內(nèi)部邏輯塊和內(nèi)部連線的改變，可以通過讀取不同的SRAM中的數(shù)據(jù)來直接實(shí)現(xiàn)這樣的邏輯重構(gòu)，時(shí)間往往在納秒級(jí)，有助于實(shí)現(xiàn)FPGA系統(tǒng)邏輯功能的動(dòng)態(tài)重構(gòu)。 技術(shù)學(xué)習(xí)交流群107248241，豐富的嵌入式學(xué)習(xí)資料可供下載學(xué)習(xí)，可先免費(fèi)在線體驗(yàn) |
