Sådan vælger du FPGA -chips

I. Kerneprincippet om valg af FPGA -chip
FPGA -størrelse, som at vælge en motor og chassis til en bil, kræver en balance mellem ydeevne og omkostninger, vedligeholdelse og tilgængelighed. Det ideelle udvalg er en omfattende balance mellem ydeevne, ressourcer, udviklingsvanskelighed og forsyningssikkerhed.

1. Definer funktionelle krav

Det første trin er at sortere systemmålene. Det er vigtigt at forstå nøjagtigt, hvilke opgaver FPGA'er udfører i systemet, såsom højhastighedsdatabehandling, protokolgrænsefladekonvertering, signal erhvervelse og kontrol eller algoritmeacceleration. Definition af kravene bestemmer retningen for alle efterfølgende beslutninger.

2. Evaluer logik- og opbevaringsressourcer

Logikenheder (LUTS, FFS): Evaluer kompleksiteten af ​​logikkredsløbet for at sikre, at FPGA har nok logiske enheder til at muliggøre efterfølgende funktionelle justeringer. Generelt anbefales det, at ikke mere end 80% af ressourcerne besættes.
On-chip hukommelse (blokram osv.): Beregner den krævede hukommelseskapacitet baseret på datacache, FIFO, billedbehandling og andre krav. Der skal rettes opmærksomhed på den fysiske distribution og den mindste konfigurerbare enhed for at undgå fragmentering og affald.

3. ur & PLL -ressourcer

Antallet af PLL'er og antallet af forskellige ure, der kan genereres, beregnes i henhold til den urfrekvens, der kræves af systemet, og om det er synkroniseret eller ej. Hvis der kræves flere uafhængige synkroniseringsdomæner, skal FPGA have tilstrækkelige urtræer og PLL -support.

0021-12887 8 "klemme ring

4. I\/O -interface og pin -ressourcer

I henhold til de faktiske perifere grænseflader, kommunikationsprotokoller, fejlfinding og ekspansionsgrænseflader, tælles antallet af pins på forhånd, og 10 ~ 20% af margenen er forbeholdt for at undgå begrænsninger på grund af senere ændringer.
Kontroller I\/O -standarderne, der understøttes af FPGA, såsom LVD'er, LVCMO'er og differentielle signaler, og tilpas dem til eksterne forbindelser.

5. Performanceindikatorer: Driftsfrekvens og hastighedsniveau

Jo højere frekvens, jo bedre, men designbegrænsningerne for design, procesbegrænsninger og det endelige faktiske samlingsresultat. Den teoretiske maksimale frekvens er kun til reference, og den faktiske driftsfrekvens skal justeres i henhold til timinganalyseresultaterne og signalintegriteten. Forskellige producenter har forskellige måder at identificere hastighedskvaliteter på, så du skal være opmærksom på sondringen, når du køber.

6. Særlige hardcore ressourcebehov

Disse inkluderer on-chip højhastighedstransceivere (Serdes), DSP-multiplikatorer, hard-core-processorer, indlejrede hukommelsescontrollere og mere. Disse ressourcer kan optimere ydelsen og strømforbruget markant for en bestemt algoritme eller interface.

Hvis designet er afhængig af en slags hardwareaccelerationsenhed, er det vigtigt at sikre, at der er nok DSP -blokke integreret i FPGA -modellen, hvis der kræves et stort antal parallel multiplikation.

7. Pakketype og PCB -designproblemer

QFP-pakken er velegnet til lav-pin, enkle PCB'er og er let at lodde for hånd. BGA er velegnet til miniaturiserede produkter med høj ledningstæthed og krav til høje bestyrelsesniveau, men det er vanskeligt at ledning, lodning og test og har høje krav til PCB-proces. Pakkestørrelse og pin -afstand er direkte relateret til routingeffektivitet, omkostninger og faktisk kapacitet.

8. Forsyning og tilgængelighed af markedet

Det anbefales at vælge mainstream -serier og modeller med stor markedscirkulation, som er praktisk til indkøb og projektvedligeholdelse, med prisgennemsigtighed og ressourcekontinuitetsgaranti. Nye, upopulære eller ophørte produkter skal være forsigtige, ellers er det let at påvirke projektplanen på grund af mangel.

0020-40946 klemring, 8 "SNNF, AL

Ii, Forslag til udvælgelsesprocessen

Kravanalysefase: Kommuniker og sortering, tegne et blokdiagram og listefunktioner og ressourcer. Foreløbig screening af specifikationer: Gennem udvælgelsesværktøjet på producentens officielle hjemmeside er serien og modellerne, der imødekommer behovene, foreløbigt screenet. Ressourcematching og sekundær optimering: Simulere og forsøge ressourcekortlægning i henhold til udviklingsmiljøet, reserver en rimelig margin og optimere fordelingen af ​​niveauer og grænseflader. Evaluer emballage- og fremstillingsfunktioner: Optimer gennemførlig emballage baseret på virksomhedens PCB-procesfunktioner, forventet udbytte, montering og lodning osv. Bekræftelse af markedstilgængelighed: Kontroller model-ledetider, priser, eftersalgsstøtte osv. Med forsyningskæden. Omfattende kompromisser og endelig beslutningstagning: Kombiner ydeevne, omkostninger og risiko for at tage den endelige chipmodelbeslutning.

III, almindelige overvejelser
Forfølg ikke blot ultrahøje ressourcer eller den højeste frekvens, fokus på faktiske behov; Oprethold skalerbarheden og opgraderbarheden af ​​designet, og undgå valg af lige nok; Vær opmærksom på "bløde" ressourcer såsom udviklingsværktøjsstøtte, IP -ressourcens rigdom og teknisk dokumentation i samfundet; I det tidlige stadium af projektet blev chippen låst i tiden, og et lille antal prøver blev købt til gennemførlighedsverifikation.
Oversigt:FPGA -udvælgelse er hjørnestenen i projektets succes eller fiasko, og det er den integrerede optimering af systemteknik, logisk design, implementering af hardware og forsyningskædehåndtering. Den videnskabelige og strenge udvælgelsesproces kan effektivt undgå projektrisici, kontrolomkostninger og sikre produktudviklingseffektivitet og fremtidig bæredygtighed.