FPGA如何用于芯片邏輯功效驗(yàn)證?FPGA發(fā)展趨勢介紹!

FPGA 器件屬于專用集成電路中的一種半定制電路，是可編程的邏輯列陣。為增進(jìn)大家對(duì)FPGA的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)FPGA的應(yīng)用以及FPGA的發(fā)展趨勢予以介紹。通過本文，你能對(duì)FPGA在芯片開發(fā)時(shí)的邏輯功效驗(yàn)證有所了解。如果你對(duì)FPGA具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、FPGA應(yīng)用之芯片開發(fā)時(shí)的邏輯功效驗(yàn)證

FPGA的另一個(gè)新應(yīng)用是芯片開發(fā)時(shí)的邏輯功效驗(yàn)證。過去數(shù)字芯片在設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，每開發(fā)至一個(gè)階段就必須對(duì)已經(jīng)完成的電路進(jìn)行邏輯上、機(jī)制上的功效驗(yàn)證，以了解設(shè)計(jì)是否有誤，關(guān)于此多是用計(jì)算機(jī)軟件程序來進(jìn)行邏輯推演(Simulation)，不過用計(jì)算機(jī)程序來進(jìn)行驗(yàn)證，其推演速度相當(dāng)慢，所以每一項(xiàng)驗(yàn)證都要經(jīng)過漫長等待才能知道結(jié)果。

對(duì)此或許有人會(huì)說：可以使用更快速的計(jì)算機(jī)來加快驗(yàn)證，但這其實(shí)是雞與蛋的問題，計(jì)算機(jī)效能提升其實(shí)是因?yàn)樾酒苡鷣碛?，芯片效能愈來愈高原因可用摩爾定律來解釋，在摩爾定律下，芯片開發(fā)速度變快、同時(shí)也讓芯片更復(fù)雜，所以「計(jì)算機(jī)的更快速」與「芯片的更復(fù)雜」是連動(dòng)的，使用了更快速的計(jì)算機(jī)，也意味著要推演、驗(yàn)證更復(fù)雜設(shè)計(jì)的芯片，最根本的問題并還沒有真正解決。

不過，由于FPGA的電路密度、運(yùn)作效能在近年來大幅提升，所以開始有人提議用FPGA來取代純計(jì)算機(jī)執(zhí)行的驗(yàn)證軟件，如此推演速度就可以獲得大幅提升。舉例來說，IBM、Sony、Toshiba三家業(yè)者所共同合作開發(fā)的Cell芯片，當(dāng)芯片還在開發(fā)階段時(shí)就已經(jīng)使用FPGA來推演驗(yàn)證，以加速了解設(shè)計(jì)上的正確性。更具體來說，就是將新芯片的邏輯電路加載到FPGA，讓FPGA充當(dāng)新芯片來執(zhí)行。

改采FPGA方式來驗(yàn)證，其優(yōu)點(diǎn)不僅是加速驗(yàn)證程序，也可以節(jié)省驗(yàn)證成本，過去為了加速驗(yàn)證，必須動(dòng)用大量的計(jì)算機(jī)，讓眾多的計(jì)算機(jī)同時(shí)都執(zhí)行驗(yàn)證程序，才能讓驗(yàn)證速度提升，有時(shí)其計(jì)算機(jī)的用量甚至要用及整個(gè)運(yùn)算機(jī)房內(nèi)的計(jì)算機(jī)，而今改成FPGA方式驗(yàn)證后，計(jì)算機(jī)用量就可大幅減少。

要注意的是，由于芯片的電路愈來愈復(fù)雜，即便使用高階、大容量(邏輯閘)的FPGA，都很難單獨(dú)用一顆FPGA就仿真出整個(gè)新芯片，所以通常是同時(shí)用上多顆FPGA芯片，每顆FPGA芯片仿真部份的新芯片電路，然后再將多個(gè)FPGA芯片進(jìn)行串連，用多個(gè)芯片來同時(shí)仿真一顆新芯片。

另外，F(xiàn)PGA雖可以進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的功效驗(yàn)證，但并不代表整個(gè)芯片的設(shè)計(jì)開發(fā)流程都可以加速，芯片電路設(shè)計(jì)的部份依舊需要工程師人工設(shè)計(jì)，只有功效驗(yàn)證上可以獲得加速。再者，功效驗(yàn)證完全正確后并不代表芯片就此設(shè)計(jì)完成(除非該芯片確定直接以FPGA方式出貨)，后續(xù)在正式投產(chǎn)之前，還要經(jīng)過頻率收斂、電路化簡等其它實(shí)體電路特性的調(diào)修，這方面FPGA也無從給予幫助。

二、FPGA發(fā)展趨勢

經(jīng)過三十年的演進(jìn)和發(fā)展，軟件無線電已應(yīng)用到無線通信的各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，隨著器件水平和工藝的提升，軟件無線逐步實(shí)現(xiàn)了射頻直采的目標(biāo)。通過軟件無線電統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了多頻、多模的無線通信應(yīng)用，需求綜合考慮靈活性、擴(kuò)展性、能效和成本，采取合理的手段進(jìn)行軟件無線電開發(fā)、應(yīng)用和研究。FPGA是軟件無線電開發(fā)的主要平臺(tái)，陶小魚老師則通過工程實(shí)例對(duì)軟件無線電的開發(fā)流程進(jìn)行重點(diǎn)介紹，包括各開發(fā)方式的優(yōu)勢以及其適用場景，探討了FPGA開發(fā)在嵌入式部署領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用。

回顧FPGA發(fā)展的歷程，不難看出，作為半導(dǎo)體行業(yè)中的一員，F(xiàn)PGA仍需要長期且耐心的投入、大量的基礎(chǔ)研究注入、眾多優(yōu)秀人才的集聚和持續(xù)的市場反饋迭代。英特爾FPGA中國創(chuàng)新中心坐落于西部(重慶)科學(xué)城西永微電子產(chǎn)業(yè)園，自2018年成立以來，聚焦人才培養(yǎng)、創(chuàng)新孵化、應(yīng)用展示、峰會(huì)大賽、產(chǎn)業(yè)聚集五大領(lǐng)域，深度聚集產(chǎn)業(yè)資源，全面布局未來的端到端計(jì)算創(chuàng)新，共建FPGA行業(yè)生態(tài)、孵化人工智能創(chuàng)新項(xiàng)目等。

創(chuàng)新中心積極響應(yīng)教育部產(chǎn)教融合，校企協(xié)同育人的號(hào)召，為解決高校學(xué)生普遍存在的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)難題，依托英特爾全球領(lǐng)先的FPGA技術(shù)，已經(jīng)建立了線上與線下結(jié)合、理論與實(shí)戰(zhàn)協(xié)同的FPGA工程師系統(tǒng)化培訓(xùn)體系。

其中，面向創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和科技企業(yè)，提供專業(yè)的定制化FPGA企業(yè)培訓(xùn)課程。本著以企業(yè)崗位需求為主的宗旨，為企業(yè)制定針對(duì)性、專業(yè)性的培訓(xùn)課程及培訓(xùn)內(nèi)容與方法，解決員工在具體項(xiàng)目中的技術(shù)難點(diǎn)問題，提高其工作效率和能力。創(chuàng)新中心還將通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，針對(duì)FPGA工程師在崗位上的工作內(nèi)容，對(duì)其進(jìn)行所需職能職責(zé)、團(tuán)隊(duì)溝通以及協(xié)調(diào)能力的培訓(xùn)，加速企業(yè)新員工對(duì)其崗位與工作內(nèi)容的了解，為企業(yè)培養(yǎng)具備全方位能力的高素質(zhì)技術(shù)人才。同時(shí)，在FPGA證書考試方面，建立了科學(xué)的初級(jí)、中級(jí)到高級(jí)(軟件/硬件)等的多層次培訓(xùn)考試機(jī)制，完善了線上考試系統(tǒng)及題庫，現(xiàn)擁有工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師講師數(shù)十名。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)FPGA的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。