第1节 FPGA高级应用
第1节 FPGA高级应用
可编程逻辑器件上的嵌入式处理器
- Altera
--Nios/Nios II (soft)、ARM922T (hard)
--Quartus II，SOPC Builder，Nios II IDE
--Avalon总线 - Xilinx
--MicroBlaze 、PicoBlaze (soft)、PowerPC (hard)
--ISE、EDK
--CoreConnect总线 - 其他
--LatticeMico32、Core8051s、 ARM 、 ……
--www.opencores.org
使用 FPGA 实现 DSP
- 硬件支持：
--硬件乘法器、硬件乘加器、专用的 DSP 逻辑片；
-Xilinx XtremeDSP逻辑片
-Altera DSP块
-Lattice sysDSP块 - 软件支持：
--DSP IP核
--系统级设计工具：System Generator、DSP Builder、AccelDSP、Lattice BlockSet、……
可重配置计算
-
一种新型的计算模式。
-
可重配置逻辑作为微处理器的协处理单元。
- 可重配置逻辑可以配置成不同的功能，为不同的应用和计算提供硬件支持。
- 可重配置逻辑一般采用基于SRAM的FPGA器件实现。
结构
硬件的灵活性
- 处理器种类、个数
- 互连机制
- 存储机制
- 硬件逻辑电路、外设
软件的可编程性
- 高级语言
- 操作系统支持
IRL－基于Internet的可重配置逻辑
- Internet Reconfigurable Logic (IRL)是Xilinx倡导的一种新的FPGA设计理念，其核心是通过Internet对远程设备的硬件设计和软件程序进行升级、重构、调试和监控。
- 这种设计理念伴随着嵌入式Internet技术的蓬勃发展必将对嵌入式设备的设计模式产生深远的影响。
- IRL包括三个方面的基本要素：
--含有配置bit流或应用程序的主机；
--含有配置功能的目标系统；
--Internet或远程访问介质。 - IRL技术可以应用于许多场合：
--在部分功能没有完成全面测试之前就可以先将产品投放市场；
--故障设备的远程维护；
--远程修复产品使用过程中发现的Bug；
--对已售出的产品升级新的功能；
--对新出现的标准和协议予以支持等等； - FPGA可通过内部嵌入式处理器内核（如Micro Blaze和PPC405）及其软件支持，实现对自身的重构和升级。
- 采用IRL技术将带给产品三个明显的优势：
--缩短产品上市时间；
--减少产品维护费用；
--延长产品生命周期；
SOPC
- FPGA 芯片密度已达到千万门级， DSP、 MCU、 总线控制等复杂的功能可由一片 FPGA 芯片完成。
- 在 FPGA 上实现 SOC
SOPC —— System On a Programmable Chip
PSOC —— Programmable System On a Chip - IP 核、OpenCore
- 快速投放市场
- 具有可重构性
- 设计高效自动化
- Xilinx、Altera、Cypress、Actel、Lattice、…………
IP资源复用
- Xilinx 的 IP 核生成工具是 Core Generator，可以生成各种类型、各种功能的模块。
- 这些模块从简单的基本设计模块到复杂的信号处理器等一应俱全。
- 缩短设计进度，减少开发调试时间，避免重复设计，同时对设计的性能和质量带来较大的提升。
- Altera 的 MegaWizard Plug-In Manager 可以帮助设计者建立或修改宏功能模块，包括
--LPM（Library Parameterized MegaFunction）；
--MegaCore（如FFT、FIR等）；
--AMPP（Altera Megafunction Partners Program，如PCI等）;
Major Altera MegaCore & AMPP IP
