FPGA設計不是簡單的芯片研究，主要是利用 FPGA 的模式進行其他行業(yè)產品的設計。 為增進大家對FPGA的認識，本文將對FPGA設計與DSP的不同以及FPGA的設計規(guī)劃予以介紹。如果你對FPGA或是對本文內容具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。
一、FPGA設計與DSP有何不同
FPGA側重于設計具有某個功能的硬件電路，內部資源是VersaTiles(Actel FPGA)之類的微小單元，F(xiàn)PGA的內部單元初始在編程前都是使用的是HDL語言實現(xiàn)硬件電路的設計描述。FPGA內部的連線資源將這些功能模塊的內部和模塊之間的信號連接起來，構成較大的模塊。
FPGA可以內部實現(xiàn)ALU，加法器，乘法器，累加器，F(xiàn)IFO，SRAM，DDR controller，F(xiàn)FT，HDLC，DMA，PWM等等數(shù)字電路，也就說我們要用其實現(xiàn)一個特定的或是通用的硬件功能一個或是多個模塊，這些模塊的各個細節(jié)都要要用HDL來描述設計實現(xiàn)。
目前的FPGA都可以直接內嵌諸如ARM7，CoretexM1，Core8051等微處理器，用于FPGA的軟核的，也有的FPGA廠商將一些硬件模塊直接做到FPGA中，這些是FPGA內部的硬核。傳統(tǒng)的FPGA都是實現(xiàn)純數(shù)字電路的，業(yè)界只有Actel的FPGA實現(xiàn)了數(shù)?；旌系腜SC單芯片技術，真正的提升和擴大了FPGA的應用功能和領域。
DSP主要是算法處理，內部資源主要是乘法器，加法器之類的資源，有SPI接口，UART接口，接受一定的指令集，內部的資源基本上都是現(xiàn)成的，需要客戶的需要而重新配置，方便于客戶的使用，但是相對來講其功能是有局限性的，所以主要用于某些特定的領域。DSP也有內嵌的鎖相環(huán)，計數(shù)器，Baud rate發(fā)生器，有的DSP也有ADC模擬接口。
二、FPGA設計規(guī)劃
這個階段的目標是適當?shù)匕旬斍暗南到y(tǒng)級需求、FPGA級需求和架構體現(xiàn)到開發(fā)規(guī)劃中。在通過前面介紹的規(guī)劃階段之后，現(xiàn)在開發(fā)團隊一般會面臨兩種情況。
第一種情況是系統(tǒng)與FPGA架構以及需求理解良好，描述詳盡，最終，F(xiàn)PGA設計開發(fā)階段(即HDL編碼)和測試開發(fā)階段(仿真、測試臺)基本無需修改設計需求，順利執(zhí)行。
第二種情況是系統(tǒng)架構和FPGA需求仍然處在變動中。這樣的設計會在設計開發(fā)周期和測試開發(fā)階段面臨眾多變數(shù)和修改。
雖然人人都想得到第一種情況的結果，但往往卻不能成功，最終落入第二種情況的境地。很明顯，這種情況更加難于管理。
設計規(guī)劃的總體目標應是在開發(fā)周期的這個階段實現(xiàn)第一種情況。在第一種情況中，F(xiàn)PGA的開發(fā)簡單直觀，只需為實現(xiàn)和測試設計特性安排進度計劃。
在第二種情況中，最重要的管理工作是確保落實充分理解的流程，以便評估和決定應該進行哪些修改以及每種修改為總體開發(fā)進度計劃帶來的影響如何。這里可以運用多種項目管理理念和技巧。最重要的一點是完成上述修改評估和影響評估。
就專門的FPGA規(guī)劃和開發(fā)而言，F(xiàn)PGA的優(yōu)勢之一在于能夠多次修訂硬件平臺和多次把硬件平臺下載到原型PCB上。設計團隊應充分發(fā)揮這一功能的優(yōu)勢。因此建議的開發(fā)規(guī)劃是逐漸把特性添加到能夠工作的設計中。其思路是從能夠實現(xiàn)主要通信接口的基本設計出發(fā)，無需實現(xiàn)全部需求就能工作。
這樣做能夠帶來雙重好處。首先可以確保隨時有一個可工作的設計，您可用來調試PCB和更大型系統(tǒng)。其次，調試實際的FPGA設計會簡單得多，因為可以檢查新添加的特性，確保新添加的特性不會干擾或中斷當前可工作的設計。
與FPGA設計開發(fā)同步，同樣重要的是為實現(xiàn)的FPGA設計準備良好的仿真環(huán)境規(guī)劃。投資開發(fā)穩(wěn)健可靠的仿真環(huán)境，就可以復制現(xiàn)實數(shù)據(jù)流，在仿真中重現(xiàn)出錯條件，迅速隔離和判斷根本原因，從而不僅能減少設計缺陷，還能顯著縮短實驗室調試時間。
開發(fā)穩(wěn)健可靠的測試仿真環(huán)境和開發(fā)FPGA本身一樣復雜，需要視同開發(fā)FPGA一樣規(guī)劃和考量。
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