FPGA需求定義與規(guī)劃了解嗎?軟件或?qū)⒊蔀橛行Ю肍PGA的關(guān)鍵!

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/FPGA" target="_blank">FPGA的有關(guān)報(bào)道，通過閱讀這篇文章，大家可以對它具備清晰的認(rèn)識，主要內(nèi)容如下。

一、FPGA需求定義與劃分

FPGA需求定義和劃分階段與系統(tǒng)和FPGA架構(gòu)定義緊密關(guān)聯(lián)并受這兩個(gè)階段的決策左右。FPGA需求定義指定義準(zhǔn)備在FPGA中實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)需求，并用作明確的特性清單以供設(shè)計(jì)和測試工程團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、測試和實(shí)現(xiàn)。FPGA需求定義與系統(tǒng)和FPGA架構(gòu)需求定義的不同之處在于FPGA需求是精確的。該清單定義了FPGA的細(xì)致要求，而不僅僅是系統(tǒng)的不同組件之間的功能劃分，或是穿越FPGA的數(shù)據(jù)流之間的功能劃分。

這個(gè)階段的目的是清楚地定義FPGA工程團(tuán)隊(duì)確切能實(shí)現(xiàn)和測試的內(nèi)容。在這個(gè)階段，用戶將把高級系統(tǒng)和FPGA架構(gòu)需求轉(zhuǎn)換成用于實(shí)現(xiàn)的具體需求。這樣做能夠帶來雙重好處。首先，單獨(dú)定義FPGA需求能突出強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)和FPGA架構(gòu)的任何局限以及之前未曾考慮到或未曾預(yù)見到的狀況。其次，該步驟將為FPGA設(shè)計(jì)的開發(fā)和測試的順利執(zhí)行鋪平道路。

為適當(dāng)?shù)孛枋鯢PGA需求，您必須建立清晰且簡明扼要的定義，以便提煉成單獨(dú)的需求。我們建議為各項(xiàng)需求添加標(biāo)簽或序號，使用易于判斷其能否實(shí)現(xiàn)的簡短描述來定義各項(xiàng)需求，避免用高級含糊的需求用語。只要足夠清晰扼要，您可以使用任何行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式或?qū)Ｓ懈袷健?

避免使用含混或界定不清的用語，例如“快速”或“小型”。應(yīng)堅(jiān)持使用有明確目標(biāo)的用語，如“400MHz”或“4.2K觸發(fā)器”。這樣定義的目的旨在確保將文檔分配給之前不了解系統(tǒng)或FPGA架構(gòu)的開發(fā)工程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行實(shí)施時(shí)不再需要反復(fù)澄清。您需要檢查每個(gè)需求是否表述清楚、簡潔、明確且是否包含了所有必需的信息以避免反復(fù)澄清的必要。此外，還應(yīng)該注意需求中是否包括管腳和I/O定義?是否所有的高級需求都已經(jīng)分解為基本設(shè)計(jì)要素?未參與早期系統(tǒng)架構(gòu)定義的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)是否能夠使用這些需求開發(fā)FPGA?以及最后測試與驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)是否能使用該文檔開發(fā)測試平臺和制定測試方案，明確驗(yàn)證每一項(xiàng)需求是否通過。

二、軟件將成為有效利用FPGA的關(guān)鍵

除了硬件之外，如何在實(shí)際任務(wù)中最大效率地利用 FPGA 也是一個(gè)極其關(guān)鍵地問題。隨著 FPGA 和其他芯片(例如 CPU)緊密集成在一起形成一個(gè)異質(zhì)芯片系統(tǒng)，如何確保軟件能夠充分利用 FPGA 并且避免調(diào)度等方面的瓶頸就是一個(gè)非常復(fù)雜但是重要的問題。這是一個(gè)有很高挑戰(zhàn)性的問題，因?yàn)?FPGA 和系統(tǒng)中其他部分(如 CPU)的編程模型可能非常不同，因此如何確保軟件可以正確分割任務(wù)(即把合適 FPGA 的任務(wù)分配給 FPGA，而適合其他處理器的任務(wù)分配給相應(yīng)處理器)，合理處理調(diào)度和內(nèi)存管理，并且以一種較為用戶友好的形式供軟件工程師使用，是一個(gè)很大的工程。這些是與傳統(tǒng) FPGA 軟件(即主要針對前端和后端邏輯綜合任務(wù))有較大區(qū)別的任務(wù)。

在這個(gè)領(lǐng)域，Intel 和 AMD 都在積極投資。例如，在 Intel 發(fā)布的 IPU 路線圖上，開放且靈活的軟件生態(tài)是 Intel 一個(gè)重要的投入領(lǐng)域，而且與之相應(yīng)的是 Intel 在日前剛剛宣布要收購跨平臺異構(gòu)芯片軟件編譯器公司 Codeplay，這一舉動也被業(yè)界認(rèn)為是在下一代 FPGA 軟件方面的投資。與此同時(shí)，AMD 也在五月的財(cái)報(bào)發(fā)布會上表示要大力投入軟件領(lǐng)域，顯然這里也包括了 FPGA 相關(guān)的軟件研發(fā)。我們認(rèn)為，隨著 FPGA 成為新的芯片系統(tǒng)中的重要一環(huán)，相應(yīng)的軟件生態(tài)也必須要跟上，從而使得這樣的 FPGA 系統(tǒng)新范式真正進(jìn)入主流。

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