Kā atlasīt FPGA mikroshēmas

I. FPGA mikroshēmu atlases pamatprincips
FPGA lieluma noteikšanai, piemēram, motora un šasijas izvēlei automašīnai, ir nepieciešams līdzsvars starp veiktspēju un izmaksām, apkopi un pieejamību. Ideāla atlase ir visaptverošs snieguma, resursu, attīstības grūtības un piegādes drošības līdzsvars.

1. Definējiet funkcionālās prasības

Pirmais solis ir sakārtot sistēmas mērķus. Ir svarīgi precīzi saprast, kādi uzdevumi FPGA veic sistēmā, piemēram, ātrgaitas datu apstrāde, protokola saskarnes konvertēšana, signāla iegūšana un kontrole vai algoritma paātrinājums. Prasību noteikšana nosaka visu turpmāko lēmumu virzienu.

2. Novērtējiet loģikas un glabāšanas resursus

Loģikas vienības (LUTS, FFS): Novērtējiet loģikas ķēdes sarežģītību, lai pārliecinātos, ka FPGA ir pietiekami daudz loģisko vienību, lai varētu veikt turpmākas funkcionālās korekcijas. Kopumā ieteicams aizņemties ne vairāk kā 80% resursu.
Čipa atmiņa (bloķēt RAM utt.): Aprēķina nepieciešamo atmiņas ietilpību, pamatojoties uz datu kešatmiņas saglabāšanu, FIFO, attēlu apstrādi un citām prasībām. Lai izvairītos no sadrumstalotības un atkritumiem, uzmanība jāpievērš fiziskajam sadalījumam un mazākajai konfigurējamajai vienībai.

3. pulksteņa un PLL resursi

PLL skaitu un dažādu ģenerēto pulksteņu skaitu aprēķina atbilstoši pulksteņa frekvencei, kas nepieciešama sistēmai, un neatkarīgi no tā, vai tā ir sinhronizēta vai nē. Ja nepieciešami vairāki neatkarīgi sinhronizācijas domēni, FPGA ir jābūt pietiekami daudz pulksteņa koku un PLL atbalsta.

0021-12887 8 "skavas gredzens

4. I\/O interfeiss un piesprauž resursus

Saskaņā ar faktiskajām perifēro saskarnēm sakaru protokoli, atkļūdošanas un paplašināšanas saskarnes, nepieciešamo piespraudes skaits tiek skaitīts iepriekš, un 10 ~ 20% no rezerves ir paredzēts, lai izvairītos no ierobežojumiem vēlāko izmaiņu dēļ.
Pārbaudiet FPGA atbalstītos I\/O standartus, piemēram, LVD, LVCMOS un diferenciālos signālus, un pielāgojiet tos ārējiem savienojumiem.

5. Veiktspējas rādītāji: darbības frekvence un ātruma līmenis

Jo augstāks frekvence, jo labāk, bet dizaina laika ierobežojumi, procesa ierobežojumi un galīgais faktiskais kompilācijas rezultāts. Teorētiskā maksimālā frekvence ir paredzēta tikai atsaucei, un faktiskā darbības frekvence ir jāpielāgo atbilstoši laika analīzes rezultātiem un signāla integritātei. Dažādiem ražotājiem ir dažādi veidi, kā identificēt ātruma pakāpes, tāpēc pirkšanas laikā jums jāpievērš uzmanība atšķirībai.

6. Īpašas hardcore resursu prasības

Tajos ietilpst mikroshēmas ātrgaitas raiduztvērēji (Serde), DSP reizinātāji, cietie procesori, iegultie atmiņas kontrolieri un daudz kas cits. Šie resursi var ievērojami optimizēt konkrēta algoritma vai interfeisa veiktspēju un enerģijas patēriņu.

Ja dizains ir atkarīgs no sava veida aparatūras paātrinājuma vienības, ir svarīgi nodrošināt, ka ir pietiekami daudz DSP bloku, kas integrēti FPGA modelī, ja nepieciešams liels skaits paralēlu reizināšanu.

7. Paketes tips un PCB dizaina grūtības

QFP pakete ir piemērota zemu tapu, vienkāršām PCB, un to ir viegli lodēt ar rokām. BGA ir piemērota miniaturizētiem produktiem ar augstu svina blīvumu un augstām paneļa līmeņa veiktspējas prasībām, taču to ir grūti vadīt, lodēt un testēt, un tai ir augstas prasības PCB procesam. Iepakojuma lielums un tapu atstarpe ir tieši saistīti ar maršrutēšanas efektivitāti, izmaksām un faktisko jaudu.

8. Piegādes un tirgus pieejamība

Ieteicams izvēlēties galvenās sērijas un modeļus ar lielu tirgus apriti, kas ir ērti iepirkumam un projektu uzturēšanai, ar cenu pārredzamību un resursu nepārtrauktības garantiju. Jauniem, nepopulāriem vai pārtrauktiem produktiem jābūt piesardzīgiem, pretējā gadījumā trūkuma dēļ ir viegli ietekmēt projekta grafiku.

0020-40946 skavas gredzens, 8 "snnf, al

Ii, Ieteikumi atlases procesam

Prasību analīzes posms: sazinieties un sakārtojiet, sastādiet bloka diagrammu un uzskaitiet funkcijas un resursus. Sākotnējā specifikāciju pārbaude: Izmantojot atlases rīku ražotāja oficiālajā vietnē, sērijas un modeļi, kas atbilst vajadzībām, tiek iepriekš pārbaudīti. Resursu saskaņošana un sekundārā optimizācija: simulējiet un mēģiniet veikt resursu kartēšanu saskaņā ar attīstības vidi, rezervējiet saprātīgu rezervi un optimizējiet līmeņu un saskarņu sadalījumu. Novērtējiet iepakojuma un ražošanas iespējas: optimizējiet iespējamo iesaiņojumu, pamatojoties uz uzņēmuma PCB procesa iespējām, paredzamo ienesīgumu, montāžu un lodēšanu utt. Tirgus pieejamības apstiprinājums: pārbaudiet modeļa sagatavošanas laiku, cenu noteikšanu, pēcpārdošanas atbalstu utt. Ar piegādes ķēdi. Visaptveroši kompromisi un galīgā lēmumu pieņemšana: apvienojiet veiktspēju, izmaksas un risku, lai pieņemtu galīgo mikroshēmas modeļa lēmumu.

Iii, parastie apsvērumi
Ne tikai ievērojiet īpaši augstus resursus vai visaugstāko biežumu, koncentrējieties uz faktiskajām vajadzībām; Saglabājiet dizaina mērogojamību un uzlabojamību un izvairieties no tā, ka ir tikai pietiekami; Pievērsiet uzmanību "mīkstiem" resursiem, piemēram, attīstības rīka atbalstu, IP resursu bagātību un kopienas tehnisko dokumentāciju; Projekta agrīnajā posmā mikroshēma tika bloķēta laikā, un priekšizpētei tika iegādāts neliels skaits paraugu.
Kopsavilkums:FPGA izvēle ir projekta panākumu vai neveiksmes stūrakmens, un tā ir sistēmas inženierijas, loģikas dizaina, aparatūras ieviešanas un piegādes ķēdes pārvaldības integrētā optimizācija. Zinātniskais un stingrais atlases process var efektīvi izvairīties no projekta riskiem, kontrolēt izmaksas un nodrošināt produktu attīstības efektivitāti un nākotnes ilgtspējību.