FPGA如何改变嵌入设计格局

嵌入标准

嵌入系统的标准化组织也正在采用一种基于FPGA硬件的新设计规范。例如，最近被批准的VITA(VMEbus国际贸易协会) 57.1 FMC(FPGA中间卡)标准使开发人员便于将FPGA集成到嵌入系统设计中。该规范定义了在工业标准中间卡上的I/O设备，你可以将它们连接到基板上的FPGA上。FPGA直接控制这些设备。FMC方案使你可以在多个项目上重用一个FPGA设计，只需要简单地替换I/O部分。一个FMC模块大约是标准PMC模块尺寸的一半。Curtiss-Wright公司的下属企业Vmetro推出了基于FMC标准的第一款I/O模块。ADC510现有采用风冷和传导冷却的坚固版，集成了两个12 bit、500 MHz ADC芯片，用于数字信号处理应用，如雷达、信号智能和电子对抗。

　　低成本的市售商用嵌入模块也采用FPGA技术，为定制应用的设计者提供了灵活性。例如，Technologic Systems公司的TS-7370是一种PC/104外形、可接LCD的单板机，该公司采用了Cirrus公司的EP9302 200 MHz ARM9 CPU和一个用户编程的Lattice XP2 FPGA(图5)。该公司产品可接LCD，因为FPGA连接到了一个专用的RAM帧缓冲，使用户能够在FPGA上建立一个定制视频核心，为大多数彩色TFT(薄膜晶体管)LCD面板提供接口。TS-7370支持多种嵌入系统应用，其外设接口包括板载RAM、10/100 Mbps以太网、USB 2.0主机、串行口、一个SD(数字安全)卡槽、ADC通道、数字I/O线、温度传感器，以及一个实时时钟。TS-7370开创性地运行Linux 2.6，价格为149美元(100件)。

　　当设计团队努力适应降低的预算和增加的系统复杂度时，FPGA器件与开发工具也成为新的嵌入设计中的主要考虑因素。　FPGA提供用单一硬件设计建立多种系统配置的方式。可重配置器件对于高速、多通道系统有特殊的价值，它的性能需求很难用传统的微处理器架构满足。虽然FPGA增加的重复成本和功耗要求限制了它们的应用，但中低批量的项目可以受益于减少的风险、缩短的设计周期以及最低的非重复工程，因此FPGA是一种很好的选择。