實現基于ARM的嵌入式系統的可編程芯片系統方法
產品更迅速面市
通過現場可編程平臺,使用現成的器件開發定制基于ARM的SoC FPGA,其開發時間和成本只是其他定制器件的一小部分。可靠的FPGA 設計工具、直觀的系統集成工具以及成熟的ARM輔助系統相結合,加速了開發過程,降低了風險。即使是第一次實現FPGA的設計人員,目前常用的工具支持接口格式和標準,因此,他們可以比較輕松的重新使用已有軟件、IP和其他設計內容。使用SoC FPGA 平臺,利用開發基礎支撐條件,開發人員能夠很快抓住嵌入式系統市場的機遇。
靈活性
在嵌入式系統市場上應對競爭需要很高的靈活性。網絡和通信應用必須適應新的或者變化的標準。工業和醫療供應商不一定需要大批量產品,但是對專業化產品有很大的需求。不考慮特殊應用領域,嵌入式系統開發人員必須能夠靈活的應對激烈的競爭,利用最新的技術,很快抓住新的市場機遇。
SoC FPGA 非常適合滿足嵌入式市場需求。基于ARM的SoC FPGA 中的邏輯部分很容易應對各種變動,適用性較強。在SoC FPGA 中,邏輯是現場可編程的,意味著很容易迅速修改,以突出產品優勢,進行更新或者重制某一產品型號。在有保證的情況下,即使設備在現場部署后,也可以進行重新配置。
可更新和設計重用
設計重用是管理成本、縮短市場窗口、提高設計資源利用率的關鍵手段。能夠在多個器件和系列中調整并重新使用設計內容,這種能力是無價的。當把現有設計或者IP模塊應用到體積、功耗和性能需求都不同的器件上時,借助這種方法,設計人員不需要從頭開始重新進行設計。由于越來越多的設計團隊分散在世界各地,重新使用功能不但提升了效能,而且提供了共享和利用已有內容的好方法。
SoC FPGA 體系結構支持多個IP內核,靈活的適應不同的器件系列。很多應用都有不同的價格、性能、功耗和其他限制,采用可重用和可更新內容很容易滿足這些需求。隨著工藝技術的進步,采用這類FPGA 系列,通過在下一代產品中導入IP,能夠方便的移植到下一工藝節點。
長壽命產品
對于很多應用而言,長壽命產品是要考慮的重要因素。產品生命周期,特別是醫療、工業和軍用器件,長達10 到15 年,甚至更長。但是,IC 供應商的產品一般只供應較短的時間。當這類產品的產品生命周期超過其IC 組件時,設計人員會有很大的成本代價,花費寶貴的設計資源進行設計移植,或者重制。
為避免產品過時或者失效問題的不利影響,建議需要較長產品生命周期的嵌入式系統開發人員選擇經過嚴格可靠性測試的實施方案,供應商在預期的產品生命周期內都能夠提供支持。由于其長壽命并且容易移植,工業、軍事、航空航天、汽車以及醫療應用一直在采用FPGA.長壽命器件意味著很少在現場進行產品維護,從而降低了維護成本,支持將設計資源應用到新產品上。
Altera SoC FPGA
作為2011 年啟動的“嵌入式計劃”的一部分,ALTEra 為嵌入式系統市場提供28-nm基于ARM的SoC FPGA.這些Altera 產品具有:
■先進的硬核ARM處理器、外設和高速互聯。
■片內Altera FPGA 架構、第二個存儲器控制器以及PCI Express(PCIe)接口。
■支持已有內容和IP集成的設計工具。
■采用或者不采用硅片,加速軟件開發的仿真環境。
硅片
在28-nm 工藝節點,Altera 使用了定制方法,在Arria V 和Cyclone V FPGA 系列中提供ARM處理器,以滿足多種嵌入式應用需求。在相同的TSMC 28-nm 低功耗(28LP)工藝上生產的兩種系列產品都能夠滿足嵌入式系統的系統低功耗和低成本需求。
Altera 的Cyclone V FPGA 系列非常適合對功耗和體積要求較高的應用,而Arria VFPGA 系列在體系結構上為滿足高性能嵌入式應用而量身定制。
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