PCI Express

　　前面的例子虽然只展示了 Cyclone IV GX FPGA中嵌入的集成硬核 IP模块的 PCIe x1通路端点功能， PCIe硬核 IP模块 (图6所示)实际上还有更多的功能。 Cyclone IV GX器件是唯一提供 PCIe硬核 IP的低成本 FPGA，为根端口和端点提供 x4支持。

                                                            图6. Cyclone IV PCIe硬核 IP实现

　　Cyclone IV GX PCIe硬核 IP模块的特性包括：

　　■PCIe Gen1性能

　　■x1、 x2、 x4通路支持

　　■端点和根端口功能

　　Altera. PCIe硬核 IP模块节省的成本包括：

　　■不需要购买 IP内核 (节省了 TCO成本 )

　　■比低成本 FPGA中其他的硬核 IP模块实现了更多的功能

　　■没有占用 FPGA逻辑，因此，可以使用更小、更便宜的 FPGA(降低了 BOM成本 )(图7)。

　　低成本 FPGA以较低的价格提供大量的逻辑功能。设计人员可以使用 Altera的 Nios. II 32位软核 IP处理器实现控制层应用，使用嵌入式 18x18乘法器执行大量的并行 DSP或者大计算量算法，同时使用外部收发器、 SERDES或者 PHY ASSP。与以前的产品以及竞争 FPGA相比，由于 Cyclone IV FPGA使用较少的电源，减少了电路板上的元件，因此，只需要很少的外部供电电源。所有这些特性都降低了 BOM成本。元器件数量的减少还减小了 PCB面积和板层数量，这都有助于降低电路板成本。

　　由于重新设计的产品减少了元器件数量，降低了总功耗，因此，提高了系统可靠性。系统可靠性的提高减少了在设备现场服务上的开支 (降低现场维护成本 = 节省 TCO成本)。

　　视频采集卡

　　最后一个例子是视频采集卡，介绍了当今的 FPGA功能符合业界发展趋势，以更高的分辨率提供更丰富的视频内容。很多 CPU、 GPU和 ASSP(1)(2)在 PCIe上进行了标准化，以便处理电子系统中的宽带视频内容。 Altera FPGA系列提供几种类型的 PCIe硬核 IP模块。图9使用 Cyclone IV GX型 PCIe硬核 IP模块，使得系统成本降低了 30%。

                                                        图 9. 广播设备视频采集卡系统成本降低了 30%

　　这一例子降低的成本包括：

　　■外部 PCIe ASSP集成到 FPGA中，因此，其成本为零(降低了 BOM成本)。

　　■还降低了几个其他 ASSP器件的成本。例如，成本更低的均衡器 ASSP替代了均衡器和接收器 ASSP(降低了 BOM成本)。

　　■元件更小、数量更少， PCB面积和层数也减少了，从而降低了 PCB成本(降低了电路板成本 )。

　　■由于 Cyclone IV FPGA需要较少的供电电源，因此，从两方面降低了成本：


　　●更少的稳压器 (降低了 BOM成本)。

　　●更少的稳压器降低了电路板成本，这是因为减少了电源以及相关滤波器电路，使得 PCB面积更小，并且降低了 PCB的复杂度。

　　■使用FPGA PCIe硬核IP模块释放了大约 15K逻辑单元 (LE)，因此，可以使用密度更小、更便宜的 FPGA(降低了 BOM成本)。

　　■不需要购买 PCIe软核 IP内核许可 (降低了 TCO成本)。

　　FPGA降低了总体拥有成本

　　有些 OEM将低功耗、可靠性和灵活性作为其产品的卖点。中高层经理人很快发现，基于 FPGA的产品开发能够降低产品在其整个生命周期中的 TCO。这里列出了 Altera FPGA相对于 ASIC和 ASSP的优点，这些都有助于降低 TCO：

　　■基于 FPGA的开发将设计时间缩短了数星期甚至几个月 (3)，使设计人员能够以更合理的价格，更灵活、更迅速的将产品推向市场。

　　●产品迅速面市降低了研发成本 (4)

　　■对现有“成功”产品更迅速的进行重新设计大大降低了成本，因此，生产商能够确保在出现模仿产品的情况下，其利润不会下滑，而且能跟上多变的市场，提供新功能适应特殊客户的需求。

　　■很多客户使用一种“标准”产品，因此，可以大批量生产，获得稳定的收益，并具有较长的产品生命周期。

　　■低功耗降低了对机械元件的依赖(例如，风扇和有源制冷器件 )，进一步提高了系统可靠性。

　　■客户已经采用了支持远程更新的设备。

　　■更少的 BOM简化了元器件库存管理。

　　结论

　　正如这 5个例子以及随后所讨论的 TCO所示， Altera. FPGA降低了 BOM成本、电路板成本以及 TCO，因此，显著降低了系统总成本。

　　考虑企业目标 (提高利润和销售收益，同时能够高效的进行研发)，专业设计人员应采用基于 FPGA的设计理念，以解决今后的系统级挑战。 Altera的 Cyclone IV FPGA (E型和 GX型 )含有最新的低成本特性，例如集成硬核 IP模块、 3G I/O和两路电源等，满足了各类最终应用的需求。 (发布者：chiying)