SoC FPGA上的策略考虑

2011-03-31 19:19:22来源: Altera
    引言

  集成了 FPGA 架构、硬核 CPU 子系统以及其他硬核 IP 的半导体器件 SoC FPGA 已经发展到了一个“关键点”,它在今后十年中会得到广泛应用,为系统设计人员提供更多的选择。对于在 FPGA 上开发的系统,这些 SoC FPGA 完善了十多年以来的软核 CPU 以及其他软核 IP。各种技术、商业和市场因素相结合推动了这一关键点的出现,Altera、Cypress ®半导体、Intel ®和 Xilinx ®公司等供应商都发布或者开始发售 SoC FPGA 器件。

  这一关键点的主要推动因素包括:

  过渡到并行和多核处理,以提高功效。

  FPGA成为前沿的新半导体工艺技术

  嵌入式系统中越来越多的使用了FPGA

  摩尔定律的经济现实

  CPU在体系结构上的增强

  随着SoC FPGA时代的来临,系统设计人员在选择这些器件时需要考虑以下关键策略问题:

  哪些器件会经历“平台效应”,使得供应商、辅助支撑系统以及用户之间出现 “自我增强循环”?

  哪些器件能够在多种选择中支持IP重用?

  哪些FPGA技术能够最大限度的降低成本,提高性能 ?

  SoC FPGA 的关键点

  业界集成FPGA和CPU系统在第一个十年发展中既有成功也有失败。最初的SoC FPGA在商业上并不是很成功 (2),而 FPGA 中的软核 CPU 得到了广泛应用 (3),这表明市场对FPGA和CPU技术集成有基本的需求。各种新的因素改变了业界环境,导致关键点的出现,SoC FPGA将在市场上获得非常广泛的应用。

  推动业界这一关键点出现的关键因素包括:

  计算功效

  FPGA 过渡到前沿工艺技术

  FPGA 在嵌入式系统中的应用

  摩尔定律的经济现实

  CPU 在体系结构上的增强

  计算功效

  计算的发展趋势是并行处理,近期集中在处理器从高成本的单核处理发展到多核实现上 (4)。在提高计算性能的同时降低功耗,这促使人们采用 FPGA逻辑作为CPU的硬件加速器。(5)

  一个 SoC FPGA 系统提高了功效,实现了灵活的软件划分。SoC FPGA 支持数百路数据信号连接不同的功能区,实现每秒100-gigabits (Gbps) 带宽,甚至更大的带宽,其延时在纳秒级,性能和延时比分立器件要高几个数量级。而且,单个集成平台支持存储器控制器的共享,宽带存储器可以访问硬件加速器。

  性能的提高以及存储器访问功能支持采用 FPGA来实现功能更强的加速器,以满足各种各样的计算要求。由于硬件加速器在功效上要比 CPU 高 1,000 多倍,因此,与简单的多核并行方法相比,采用 SoC FPGA 进行设计是实现高功效计算较好的方法。

  FPGA过渡到前沿工艺技术

  在 2000 年,最新的 FPGA 采用了 130-nm 工艺技术进行开发,而目前的 CPU 采用的是90-nm 工艺技术。由于有更高级的 CPU,因此,第一代 SoC FPGA 的推出有些滞后。然而,当今的前沿FPGA采用28-nm工艺技术,相对而言只有很少的商用 CPU或者ASSP使用了这一工艺技术,当然在今后有可能使用该技术。FPGA在工艺技术上的优势明显增强了这些集成器件的市场潜力,供应商也倾向于在这方面加大投入,这是因为设计人员不需要在 CPU性能上作出牺牲,如图1 所示。

  

FPGA 过渡到前沿工艺技术

 

  图 1.FPGA 过渡到前沿工艺技术

[1] [2]

关键字:SoC  FPGA  altera

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0331/article_1980.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
SoC
FPGA
altera

小广播

独家专题更多

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 

夏宇闻老师专栏

你问我答FPGA设计

北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved