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从硬件角度讨论FPGA开发框架

本文摘要:FPGA使用了逻辑单元阵列概念,内部还包括可配备逻辑模块、输入输出模块和内部连线三个部分。每一块FPGA芯片都是由受限多个具有可编程相连的预计义源构成来构建一种可重构数字电路。 长久以来新型FPGA的功能和性能早已为它们夺得系统中的核心方位,沦为许多产品的主要数据处理引擎。 鉴于FPGA在如此多应用于中的最重要地位,采行月且侧重方法的研发流程来处置FPGA设计比以往更为最重要。

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FPGA使用了逻辑单元阵列概念,内部还包括可配备逻辑模块、输入输出模块和内部连线三个部分。每一块FPGA芯片都是由受限多个具有可编程相连的预计义源构成来构建一种可重构数字电路。  长久以来新型FPGA的功能和性能早已为它们夺得系统中的核心方位,沦为许多产品的主要数据处理引擎。

  鉴于FPGA在如此多应用于中的最重要地位,采行月且侧重方法的研发流程来处置FPGA设计比以往更为最重要。该流程目的防止开发周期后期因找到设计缺失而被迫展开费时费钱的设计改动,而且该缺失还有可能对项目工程进度计划、成本和质量导致灾难性影响。  本文所讲解的的框架覆盖面积从系统架构考量到FPGA研发与测试规划等各个环节。我们从FPGA硬件的角度重点详尽讲解该框架,通过讲解期望其他工程团队需要找到该框架在简单的FPGA设计项目里面的优点。

  该框架是一种在FPGA中设计硬件的自上而下的递归设计方法。首先规划从系统架构层面抵达决策FPGA功能。随后我们根据FPGA器件的未知功能和性能逐步优化FPGA设计的特性。  另外,大型FPGA设计的构建必须制订完善的研发、建模和检验规划。

该框架的起到就是协助我们制订这些规划。简而言之,该框架可概括为图1右图的流程图。本文的辩论将集中于在规划和技术文档部分(顶部)。

  系统架构  就本辩论范围而言,系统架构所指在系统软件和硬件之间的功能区分。特别是在,重点是将硬件功能细分到FPGA以及其它微芯片组件上(假设早已具体产品层面市场需求),例如市场营销或产品定义部门有可能早已参予进去并具体产品市场需求。  在系统架构阶段,思路是如何具体地让这些产品市场需求在现实产品中以求构建。就FPGA来说,主要的决策环绕着应将哪些特性和功能在FPGA中构建,以及更进一步,哪些特性和功能合适在FPGA中构建。

  通过提早定义FPGA的高级拒绝,就能避免研发流程已相似尾声时展开成本高昂的设计及市场需求改动。在设计早期阶段具体系统架构有助指导用户作出对研发时间和产品成本至关重要的多项根本性决策。  在这个层面上探究,只必须一般性地概略讲解FPGA特性。

详尽特性和实现需求将在FPGA市场需求定义过程的先前阶段展开定义。本次探究的参与者不应还包括熟知系统级拒绝的、理解系统级架构设计的,以及熟知FPGA特性与功能的等有所不同人员。  明确就FPGA而言,必须问十大问题:  1.要在FPGA中构建的特性列表是什么样的?  2.在FPGA中构建特性与用于非FPGA组件构建特性比起,须要在技术上做到怎样的权衡权衡?  3.在FPGA中构建与用于非FPGA组件构建比起,设计工作量/成本分别如何?  4.必须什么样的自定义特性或处置?  5.FPGA的灵活性对功能有什么益处?  6.您应当考虑到的未来风险减轻措施是什么?  7.能否把多个非FPGA组件的特性集中于到FPGA中?  8.根据打算构建的设计特性,如何自由选择FPGA器件?  9.特性否能在FPGA中构建?  10.必须什么样的非FPGA器件,如何让这些非FPGA器件与FPGA接口相连?。


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