這兩大選擇FPGA芯片的策略了解嗎?大佬帶你看FPGA芯片設計

在這篇文章中，小編將對FPGA芯片的相關內容和情況加以介紹以幫助大家增進對FPGA芯片的了解程度，和小編一起來閱讀以下內容吧。

一、選擇FPGA芯片的兩大策略

(一)盡量選擇成熟的產品系列

FPGA芯片的工藝一直走在芯片設計領域的前列，產品更新換代速度非?？?。穩(wěn)定性和可靠性是產品設計需要考慮的關鍵因素。廠家最新推出的FPGA系列產品一般都沒有經過大批量應用的驗證。選擇這樣的芯片會增加設計的風險。

而且，最新推出的FPGA芯片因為產量比較小，一般供貨情況都不會很理想，價格也會偏高一些。如果成熟的產品能滿足設計指標要求，那么最好選這樣的芯片來完成設計。

例如，要用FPGA設計一塊數據采集卡。采用Altera公司的Cyclone、CyloneII和CycloneIII等3個系列的芯片都可以完成這個功能。考慮到Cyclone和CyloneII是成熟產品，同時CyloneII又是Cyclone的升級產品，因此選擇CyloneII是比較理想的方案。

(二)盡量選擇兼容性好的封裝

FPGA系統設計一般采用硬件描述語言(HDL)來完成設計。這與基于CPU的軟件開發(fā)又有很大不同。特別是算法實現的時候，在設計之前，很難估算這個算法需要占多少FPGA的邏輯資源。

作為代碼設計者，希望算法實現之后再選擇FPGA的型號。但是，現在的設計流程一般都是軟件和硬件并行開始設計。也就是說，在HDL代碼設計之前，就開始硬件板卡的設計。這就要求硬件板卡具備一定的兼容性，可以兼容不同規(guī)模的FPGA芯片。

幸運的是，FPGA芯片廠家考慮到了這一點。目前，同系列的FPGA芯片一般可以做到相同物理封裝兼容不同規(guī)模的器件。例如，Xilinx的Spartan3系列FPGA，在BGA456封裝下，可以選擇3S200、2S400、3S1000、3S1500這4種型號的FPGA。

正是因為這一點，將來的產品就具備非常好的擴展性，可以不斷地增加新的功能或者提高性能，而不需要修改電路板的設計文件。

二、FPGA芯片設計

FPGA設計中面臨的許多挑戰(zhàn)并不是FPGA設計所特有的，而是設計中常見的挑戰(zhàn)。與ASIC設計相比，FPGA設備本身確實提供了獨特的挑戰(zhàn)和機會。FPGA設備性能的提高導致針對FPGA的設計更加復雜，ASIC工程師與FPGA工程師可以相互轉換。這導致許多設計團隊將ASIC設計原則遷移到FPGA設計?？偟膩碚f，這對FPGA設計流程有好處。然而，它需要與FPGA帶來的設計流程的好處相平衡。FPGA的可編程特性為在系統中執(zhí)行更多的驗證打開了大門。當正確使用時，這可以大大加快驗證周期，但如果濫用，它會延長設計周期。I/O的可配置特性提供了ASIC設計中不存在的挑戰(zhàn)。同時，行業(yè)使用的EDA工具在功能和成本上，FPGA和ASIC也有所不同。

FPGA工程師需要熟悉FPGA廠商軟件，比如Vivado或者Quartus設計軟件。FPGA工程師通常負責編寫和驗證設計的RTL代碼，負責在FPGA中實現設計，并幫助在最終系統中進行聯調。FPGA工程師在PCB設計中扮演著重要的角色。負責從FPGA設計軟件生成FPGA引腳輸出。因此，FPGA工程師需要與硬件PCB設計工程師進行原理圖確認，任何修改都需要提供更新的引腳分配，并最終進行實現和驗證。

在實際的FPGA設計過程中，FPGA工程師除了最基本的RTL代碼設計、仿真和調試外，還需要非常熟悉項目所涉及的技術路線、信號處理過程、系統架構等，常常也需要參與到系統方案的設計制定，并給出最佳實現方案。

因此，對于FPGA工程師而言，最難的不是寫RTL代碼，而是在一個復雜系統設計中，需要涉及技術方案制定、架構設計、深入理解技術協議、模塊設計與驗證、系統集成、整個系統的聯調，以及與其他部門的協作。

此外，需要有好的領導來帶領FPGA團隊，避免非專業(yè)領導過多干預FPGA團隊的正常工作。

在系統設計過程中，經常會遇到各種問題，尤其是在系統調試階段，FPGA常常成為“背鍋俠”。FPGA工程師又要通過各種手段去證明自己的設計沒問題，還需要定位出問題出現的原因。每一款產品的成功推出，背后都是一部“研發(fā)風云錄”。

以上所有內容便是小編此次為大家?guī)淼挠嘘PFPGA芯片的所有介紹，如果你想了解更多有關FPGA芯片的內容，不妨在我們網站或者百度、google進行探索哦。