賽靈思開發(fā)基于ARM的處理器優(yōu)先、以處理器為中心的器件

 十多年來，F(xiàn)PGA 廠商一直在尋找能夠讓眾多嵌入式軟件工程師加入到主要由硬件設(shè)計工程師組成的用戶群中的方法。軟件開發(fā)人員的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于他們同行的硬件工程師，全世界的比例高達(dá)10:1，因此創(chuàng)建一種讓這兩個群體都能夠立即上手的器件，可以帶來明顯的業(yè)務(wù)優(yōu)勢。目前，賽靈思正在開發(fā)一款全新的基于 ARM? 微處理器的器件——可擴(kuò)展式處理平臺，該平臺專門針對軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)開發(fā)人員的實際工作方式量身定制。通過打破上述的門檻，這款新穎的器件將為賽靈思帶來新的市場和新的增長水平。
    過去 10 年里，隨著 FPGA 器件和工具日趨成熟，發(fā)展到能夠加入大量嵌入式處理器（DSP、微控制器和微處理器）到主流的可編程邏輯架構(gòu)內(nèi)，越來越多的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員已經(jīng)將他們的技能拓展到中間件和軟件開發(fā)工作之外，掌握硬件設(shè)計語言。這部分為數(shù)不多的跨領(lǐng)域設(shè)計人員開始使用 FPGA 來創(chuàng)建高度優(yōu)化、高度差異化的架構(gòu)，通過匹配適當(dāng)?shù)能浻布?，以實現(xiàn)出色的系統(tǒng)性能、功能與功耗水平。

    不過，雖然這些跨領(lǐng)域的工程人員的數(shù)量在過去十年里穩(wěn)步增長，但大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計人員還是依靠硬件工程師來創(chuàng)建他們系統(tǒng)所需的定制化硬件功能，以實現(xiàn)系統(tǒng)性能、功能、功耗及成本的最佳平衡。

處理器優(yōu)先

    賽靈思采用其可擴(kuò)展式處理器平臺推出一款嶄新的器件。該器件的主要構(gòu)建塊是一個能運行達(dá)到 800MHz 的 32位 ARM Cortex-A9 處理子系統(tǒng)（如圖所示）。該處理子系統(tǒng)“開箱即用”，實時能夠啟動和編程。該新型器件的其余部分由緊密連接的可編程邏輯擴(kuò)展塊構(gòu)成以達(dá)到平衡，使設(shè)計人員能夠根據(jù)系統(tǒng)要求對硬件和軟件功能進(jìn)行分區(qū)。他們可在可編程邏輯擴(kuò)展塊內(nèi)實現(xiàn)不同的功能，以創(chuàng)建他們自己的高度優(yōu)化的專用片上系統(tǒng) (SoC)。

    賽靈思全球市場營銷與業(yè)務(wù)開發(fā)高級副總裁 Vin Ratford 表示：“對這個器件的架構(gòu)，我們動了很多心思，作了很多規(guī)劃，并從以前諸如基于PowrPCTM的Virtex-II Pro、Virtex-4 和 Virtex-5 FXT FPGA 等各種器件上以及競爭對手的失誤中吸取了不少的經(jīng)驗教訓(xùn)。所有這些器件毫無例外地采取了以硬件設(shè)計為中心的系統(tǒng)設(shè)計觀念，要么就是沒有足夠的處理能力，而我們的可擴(kuò)展式處理平臺采用以處理器優(yōu)先的方向，這樣軟件設(shè)計人員可以開箱即用，立即啟動開發(fā)工作。他們甚至沒必要使用擴(kuò)展塊，如果他們選擇這樣做的話。”

    不過許多由軟件設(shè)計人員和硬件設(shè)計人員共同組成的設(shè)計小組還是對擴(kuò)展塊表示支持。賽靈思計劃逐步優(yōu)化使用模式，其最終目的是為軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)開發(fā)人員提供一個環(huán)境，讓軟件開發(fā)人員在沒有硬件設(shè)計人員的輔助下，也可對處理器之外的可編程邏輯擴(kuò)展塊進(jìn)行編程。

    Ratford 指出，與以往 FPGA 在處理器之前啟動的架構(gòu)不同，該新型處理器優(yōu)先的平臺非常切合開發(fā)人員構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)時的實際工作。

    Ratford表示：“電子系統(tǒng)工程師和軟件工程師在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，一般會先進(jìn)行軟件開發(fā)，然后確定那些功能他們需要在硬件中實施來加速。這樣可以讓他們根據(jù)應(yīng)用的最終要求找出合適的性能、成本和功耗比。在啟動項目的時候，他們先進(jìn)行概念驗證。他們不會太擔(dān)心如何實現(xiàn)與特定客戶具體要求的對接，而比較在意怎樣才能最靈活地在硬軟件之間劃分工作。經(jīng)過多次調(diào)整，他們就可以決定把哪些功能交給硬件，哪些功能交給軟件，然后逐步進(jìn)行優(yōu)化，使之符合他們的系統(tǒng)要求。我們的器件可以幫助他們比以前更好更快地完成工作。”