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FPGA选择思路

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xu@xupt|  楼主 | 2024-3-21 19:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
在选择中高端FPGA时,需要综合考虑多个因素,包括性能需求、功能特性、开发环境、供应商支持、成本预算等。下面从这些方面对选择中高端FPGA的问题进行全面分析。
一、性能需求
性能需求是选择FPGA的首要考虑因素。不同的应用场景对FPGA的性能要求有所不同,主要包括以下几个方面:
1. 逻辑资源
逻辑资源指的是FPGA中可编程逻辑门阵列的规模,通常用LE(逻辑元素)或ALM(自适应逻辑模块)来表示。逻辑资源越大,FPGA可实现的功能就越复杂。对于高性能计算、视频图像处理等应用,需要选择逻辑资源更多的高端FPGA。
2. 内存资源
嵌入式内存块的大小和带宽也是重要的性能指标。有些应用如视频处理、网络通信等,对内存需求较高,需要选择内存资源丰富的FPGA。
3. 数字信号处理(DSP)能力
DSP能力是指FPGA中专用的DSP模块数量和性能,对信号处理、图像视频处理等应用很关键。如果应用涉及大量DSP运算,需要选择DSP资源丰富的FPGA。
4. 外围接口带宽
外围接口带宽主要指DDR、PCIe、以太网等高速接口的数量和速率。对于需要与外部设备高速交换大量数据的应用,需要选择外围接口带宽足够大的FPGA。
5. 电源和功耗
电源电压范围、功耗水平也会影响FPGA的选择,对功耗敏感的嵌入式应用需要选择低功耗的FPGA。
二、功能特性
除了基本的可编程逻辑、内存和DSP资源外,FPGA还提供了许多专用的IP核和特性,可满足特定应用的需求。
1. IP核
不同厂商为其FPGA提供了大量现成的IP核,包括处理器核心(ARM、NIOS等)、以太网控制器、PCIe根复杂和端点、SATA控制器、视频编解码器等,可以极大加快开发进度。需要评估应用场景所需的IP核,选择功能满足需求的FPGA。
2. 硬件安全特性
对于涉及加密认证等安全防护的应用,可选择带有硬件安全模块(HSM)、真随机数发生器(TRNG)、物理隔离执行环境等安全特性的FPGA。
3. 低功耗和热量传感功能
某些移动设备、工控设备等场景要求FPGA具备低功耗和散热能力,可选择支持部分资源电力高斯隔离、精确内部散热传感等技术的FPGA。
4. 其他特殊功能
如射频收发器、模数转换器等,要根据应用需求选择是否需要这些特性。
三、开发环境
良好的开发环境对于FPGA设计效率至关重要,主要包括硬件描述语言(HDL)、EDA工具、IP核库、文档支持和社区支持等方面。
1. HDL支持
主流FPGA厂商通常都支持Verilog和VHDL语言,某些厂商还支持更高层次的HLS描述语言。需评估自身团队的开发语言偏好。
2. EDA工具
EDA工具包括综合、布局布线、时序分析等,不同厂商的EDA工具性能、易用性有所不同。可根据项目规模选择合适的工具。
3. IP核库
丰富的IP核库可以快速构建应用,减轻开发压力。需评估厂商提供的IP核种类和完整性。
4. 文档和范例
完备的文档和参考设计范例对于提高开发效率很关键,可优先选择文档支持好的FPGA。
5. 社区支持
热门的FPGA产品往往拥有活跃的技术社区,设计人员可以互相交流和获得支持,对项目顺利推进很有帮助。
四、供应商支持
厂商的技术支持能力和供货周期等也是评估的重要因素。
1. 技术支持
包括工程师技术支持服务、培训课程、参考设计等,是否及时充足会影响开发进程。对于复杂的应用,更有必要选择技术支持力量雄厚的供应商。
2. 供货保证
供货的及时性和可持续性,特别在关键场景中很重要。可先评估供应商供货周期和库存储备情况。
3. 定制设计服务
对于性能要求特别高的定制化设计,有些厂商还会提供定制设计和工艺制造服务,可根据需求考虑。
4. 生态认证支持
如果应用需要通过特定的行业认证,也需选择能提供相应测试认证支持的供应商。
5. 发展路线图
厂商产品持续创新能力也很重要,可评估其技术路线图,选择有持续发展能力且与自身规划匹配的供应商。
五、成本预算
在满足性能和功能需求的前提下,成本是不可忽视的重要因素。主要包括以下几个方面:
1. FPGA器件成本
体现在单价和设计量之中。可通过评估所需资源规模,选择满足需求且物超所值的型号。
2. EDA工具成本
软件费用包括许可证年费和维护费,需提前预算。 IP核的专利费用也是一项主要开销。
3. 设计开发成本
评估整体设计工作量,通过人力投入估算研发费用。并考虑成本优化的可能,比如基于参考设计改造等。
4. 样品费用和测试费用
原型样品小批量购买和测试验证的费用也需预算一份。
5. 采购部件和制造成本
对于需要批量生产的应用,器件及PCB制造费用也需提前预算控制总成本预算。
6. 其他衍生成本
如新员工培训、设备环境投入等相关费用也需纳入考虑范围。

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daichaodai| | 2024-3-22 08:19 | 显示全部楼层
现在国产FPGA叶做的不错了

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黑心单片机| | 2024-3-22 16:47 | 显示全部楼层
我得先选开发资料的丰富程度

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天意无罪| | 2024-3-23 19:35 | 显示全部楼层
microchip是不是把micrsemi和actel收购了?这两家的FPGA都很有特色啊。

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ex7s4| | 2024-3-27 12:42 | 显示全部楼层
选择FPGA时,需要考虑多个因素,我觉得第一要素就是性能需求

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cen9ce| | 2024-3-27 13:55 | 显示全部楼层
选择FPGA时,需要考虑多个因素,我觉得第一要素就是性能需求

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w2nme1ai7| | 2024-3-27 15:06 | 显示全部楼层
一些FPGA具有集成的处理器核心(如ARM Cortex),以及其他外设接口和功能模块。如果您的应用需要这些功能,可以考虑选择具有集成功能的FPGA

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q1d0mnx| | 2024-3-27 16:09 | 显示全部楼层
FPGA的开发工具和生态系统对于开发人员来说非常重要。了解FPGA厂商提供的开发工具、文档、样例代码和技术支持等情况,以便更好地进行开发和调试

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kaif2n9j| | 2024-3-27 17:12 | 显示全部楼层
你要擅长使用的那款FPGA,尽量选择同系列的

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tax2r6c| | 2024-3-27 18:26 | 显示全部楼层
对于一些功耗敏感的应用,需要考虑FPGA的功耗特性。选择低功耗的FPGA可以延长电池寿命或者减少系统散热需求

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lamanius| | 2024-3-27 19:29 | 显示全部楼层
FPGA的成本也是一个重要考虑因素。不同规模和型号的FPGA价格差异较大,需要根据项目预算和性能需求进行权衡

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y1n9an| | 2024-3-28 07:34 | 显示全部楼层
选择可靠的FPGA供应商,并确保所选型号有足够的供应量,以及长期供货的保障

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su1yirg| | 2024-3-28 09:21 | 显示全部楼层
根据应用的需求,选择具有适当数量和类型通信接口的FPGA,如PCIe、Ethernet、USB等

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zhizia4f| | 2024-3-28 12:00 | 显示全部楼层
考虑到未来的需求变化,选择具有一定扩展性和灵活性的FPGA,以便在未来进行功能升级和扩展

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