Hur man väljer FPGA -chips

I. Kärnprincipen för val av FPGA -chip
FPGA -storlek, som att välja en motor och chassi för en bil, kräver en balans mellan prestanda och kostnad, underhåll och tillgänglighet. Det ideala urvalet är en omfattande balans mellan prestanda, resurser, utvecklingssvårigheter och försörjning.

1. Definiera funktionella krav

Det första steget är att reda ut systemmålen. Det är viktigt att förstå exakt vilka uppgifter FPGA: er utför i systemet, såsom höghastighetsdatabehandling, protokollgränssnittskonvertering, signalförvärv och kontroll eller algoritmacceleration. Att definiera kraven bestämmer riktningen för alla efterföljande beslut.

2. Utvärdera logik- och lagringsresurser

Logikenheter (LUTS, FFS): Utvärdera komplexiteten i logikkretsen för att säkerställa att FPGA har tillräckligt med logikenheter för att möjliggöra efterföljande funktionella justeringar. I allmänhet rekommenderas att högst 80% av resurserna är ockuperade.
On-chip-minne (Block RAM, etc.): Beräknar den erforderliga minneskapaciteten baserat på datacachning, FIFO, bildbehandling och andra krav. Uppmärksamhet måste ägnas åt den fysiska distributionen och den minsta konfigurerbara enheten för att undvika fragmentering och avfall.

3. Klocka och PLL -resurser

Antalet PLL: er och antalet olika klockor som kan genereras beräknas enligt klockfrekvensen som krävs av systemet och om det är synkroniserat eller inte. Om flera oberoende synkroniseringsdomäner krävs måste FPGA ha tillräckligt med klockträd och PLL -stöd.

0021-12887 8 "Klämring

4. I\/O -gränssnitt och stiftresurser

Enligt de faktiska perifera gränssnitten, kommunikationsprotokollen, felsöknings- och expansionsgränssnitten räknas antalet som krävs i förväg, och 10 ~ 20% av marginalen är reserverade för att undvika begränsningar på grund av senare ändringar.
Kontrollera I\/O -standarderna som stöds av FPGA, såsom LVD: er, LVCMO: er och differentiella signaler, och anpassa dem till externa anslutningar.

5. Prestationsindikatorer: Driftsfrekvens och hastighetsnivå

Ju högre frekvens, desto bättre, men konstruktionstidsbegränsningar, processbegränsningar och det slutliga faktiska sammanställningsresultatet. Den teoretiska maximala frekvensen är endast för referens, och den faktiska driftsfrekvensen måste justeras enligt tidsanalysresultaten och signalintegritet. Olika tillverkare har olika sätt att identifiera hastighetskvaliteter, så du måste vara uppmärksam på skillnaden vid köp.

6. Speciella hardcore resurskrav

Dessa inkluderar höghastighets sändtagare (SERDES), DSP-multiplikatorer, hårdkärnprocessorer, inbäddade minneskontroller och mer. Dessa resurser kan optimera prestanda och kraftförbrukning för en viss algoritm eller gränssnitt.

Om designen förlitar sig på någon form av hårdvaruaccelerationsenhet är det viktigt att se till att det finns tillräckligt med DSP -block integrerade i FPGA -modellen om ett stort antal parallella multiplikation krävs.

7. Pakettyp och PCB -konstruktionssvårigheter

QFP-paketet är lämpligt för lågtunna, enkla PCB och är lätt att löda för hand. BGA är lämplig för miniatyriserade produkter med hög ledningstäthet och höga krav på kortnivå, men det är svårt att koppla, lödning och testa och har höga krav för PCB-process. Paketstorlek och stiftavstånd är direkt relaterade till routingeffektivitet, kostnad och faktisk kapacitet.

8. Leverans och marknadstillgänglighet

Det rekommenderas att välja mainstream -serier och modeller med stor marknadscirkulation, som är praktiska för upphandling och projektunderhåll, med prisöppenhet och resurskontinuitetsgaranti. Nya, opopulära eller avvecklade produkter måste vara försiktiga, annars är det lätt att påverka projektschemat på grund av brist.

0020-40946 Klämring, 8 "SNNF, AL

Ii, Förslag till urvalsprocessen

Kravanalyssteg: Kommunicera och sortera, rita ett blockdiagram och listfunktioner och resurser. Preliminär screening av specifikationer: Genom urvalsverktyget på tillverkarens officiella webbplats är serien och modellerna som uppfyller behoven preliminärt. Resursmatchning och sekundär optimering: Simulera och försök resurskartläggning enligt utvecklingsmiljön, reservera en rimlig marginal och optimera fördelningen av nivåer och gränssnitt. Utvärdera förpacknings- och tillverkningsfunktioner: Optimera genomförbara förpackningar baserat på företagets PCB-processfunktioner, förväntad avkastning, montering och lödning, etc. Marknadstillgänglighet: Verifiera modellledtider, prissättning, stöd efter försäljning etc. med leveranskedjan. Omfattande avvägningar och slutliga beslutsfattande: Kombinera prestanda, kostnad och risk för att fatta det slutliga Chip-modellbeslutet.

Iii, vanliga överväganden
Fortsätt inte bara ultrahöga resurser eller högsta frekvens, fokusera på faktiska behov; Bibehålla designens skalbarhet och uppgradering och undvik valet av tillräckligt; Var uppmärksam på "mjuka" resurser som utvecklingsverktygsstöd, IP -resursrikedom och teknisk dokumentation i samhället; I det tidiga stadiet av projektet var chipet låst i tid och ett litet antal prover köptes för genomförbarhetsverifiering.
Sammanfattning:FPGA -urval är hörnstenen i projektets framgång eller misslyckande, och det är den integrerade optimeringen av systemteknik, logikdesign, hårdvaruimplementering och hantering av leveranskedjor. Den vetenskapliga och rigorösa urvalsprocessen kan effektivt undvika projektrisker, kontrollera kostnader och säkerställa produktutvecklingseffektivitet och framtida hållbarhet.