采用低功耗28-nm FPGA降低系统总成本

Altera系统设计工具降低了总体拥有成本

Altera的集成设计环境，包括Quartus II软件，为FPGA业界提供最先进的工具集，降低了开发成本，缩短了产品面市时间。采用Quartus II软件，从概念构思到产品，您能够迅速高效的设计整个FPGA。它提供类似ASIC的时序收敛工具(TimeQuest时序分析器)，支持很多在系统调试功能。其高效能特性包括，Qsys系统集成工具、系统控制器、收发器工具包，以及DSP Builder和SoC虚拟目标软件平台。

采用Qsys实现系统集成

　　Qsys是下一代SOPC Builder工具，用于帮助设计人员构建并调整系统。Qsys支持用户开发的以及商用IP模块的快速集成，加速了您的设计流程，提高了效能。而且，Qsys支持分层设计，简化了大规模设计的管理，例如，很容易实现并测试具有数百个元件的系统，并且可以管理，方便进行设计重用。基于芯片网络体系结构，以及自动流水线，其按键式性能互联比SOPC Builder提高了2倍。最终，Qsys帮助设计人员缩短了数月的开发时间，在几天而不是几星期内实现PCIe等内核。

通过系统控制台进行系统研究和调试

　　利用系统控制台这一工具，用户可以使用系统级会话功能，通过方便简单的软件应用编程接口(API)，在命令行或者系统控制台图形用户界面(GUI)中，采用脚本，或者交互式运行，在更高的抽象级上实时调试FPGA。系统控制台非常适合电路板开发等任务，使设计人员能够通过JTAG或者TCP/IP来使用和控制FPGA硬件，从而节省了数星期的时间。

采用具有高级模块库的DSP Builder进行DSP应用设计

　　利用DSP Builder，您可以采用世界上最知名的DSP设计工具MATLAB® Simulink®来设计FPGA。采用这一设计工具，您能够继续停留在自己熟悉的EDA环境中，使用易于理解的原理图输入工具进行设计，针对目标AlteraFPGA自动生成可综合RTL代码。您甚至可以直接从MATLAB环境中，在Quartus II软件中编译设计，不需要预先学习Verilog或者VHDL便能够开发FPGA设计。相对于个人和FPGA设计专家的投入，从工程系统级(ESL)设计环境到FPGA设计环境的无缝集成能够节省设计团队大量的投入。

　　DSP Builder为Simulink提供两种主要插件，基本模块库和高级模块库，支持您拖动组件，把它们链接在一起，并进行仿真。两种模块库都支持您将可综合组件放到Simulink原理图浏览器中。采用高级模块库，DSP Builder会自动对您的数据通路进行流水线处理，满足您的fMAX目标要求，尽可能重新使用模块。

SoC虚拟目标

　　Altera SoC FPGA虚拟目标是对Cyclone V SoC FPGA中的双核ARM Cortex-A9 MPCore嵌入式处理器开发系统的快速功能仿真。这一全面的原型开发工具“开箱即用”，在PC上运行，启动Linux操作系统，对实际开发电路板进行建模。虚拟目标与其仿真的实际硬件二进制和寄存器兼容，支持器件专用产品软件的开发，获得实际硬件后，不用修改就能够在硬件中运行。采用虚拟原型开发工具，您可以在具备硬件之前迅速开始软件开发，进一步提高软件团队的效能和软件质量。

　　为能够全面的表示Altera SoC FPGA器件，虚拟目标还采用了基于PC的仿真FPGA扩展功能，名为环路FPGA。如图5所示，扩展环路FPGA支持虚拟目标与Altera商用FPGA开发电路板的连接，在这些电路板上，您可以实现自己的定制IP，与虚拟目标其他组件一起运行。利用这一特性，您可以采用定制外设和硬件加速器等FPGA硬件来测试您的软件。　　

集成实例——采用Cyclone V FPGA的汽车分析

　　Cyclone V FPGA适用于很多应用。目前发展很快的一种应用是汽车分析。Cyclone V FPGA的低拥有成本以及强大的功能特性非常适合这一应用领域。在进行串行视频数据处理时，需要进行大量的计算，需要很多存储器，这都可以利用硬核存储器控制器、高速串行收发器、fPLL以及丰富的内部逻辑和存储器资源等硬件特性。

　　此外，用户利用Altera的视频和图像处理(VIP)包很容易在Qsys中开发复杂视频处理系统。图6显示了汽车中的一个视频数据集成实例。在这一环境中可以高效的使用Cyclone V FPGA，这是因为它提供了高清晰功能和其他视频处理特性，例如，缩放和目标探测，不但成本低而且功耗也低。　　

结论

　　Cyclone V FPGA降低了总体拥有成本。TSMC的28LP工艺设计用于尽可能降低功耗，同时也是成本最低的28-nm制造工艺。低功耗意味着提高了用户价值链的系统可靠性，延长了系统寿命，降低了运营总成本。此外，Cyclone V FPGA还有很多体系结构优势，有利于降低系统成本，这包括，硬核存储器控制器、高效的逻辑和布线资源、fPLL、精度可调DSP模块，以及最少的电压轨需求等。而且，Quartus II软件带有Qsys和系统控制台功能、DSP Builder和SoC虚拟目标平台，支持您高效方便的设计Cyclone V FPGA。对于FPGA设计人员，Altera硅片和设计工具协同工作，实现了最低的总体拥有成本。