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  • [转帖]FPGA和他那些小伙伴们 (一) 系统架构组成

    通常来讲,“一个好汉三个帮”,一个完整的嵌入式系统中由单独一个FPGA使用的情况较少。通常由多个器件组合完成,例如由一个FPGA+CPU来构成。通常为一个FPGA+ARM,ARM负责软件配置管理,界面输入外设操作等操作,FPGA负责大数据量运算,可以看做CPU的专用协处理器来使用,也常会用于扩展外部接口。常用的有ARM+FPGA,DSP+FPGA,或者网络处理器+FPGA等种种架构形式,这些架构形式构成整个高速嵌入式设备的处理形态。不得不说的是,随着技术的进步,现在CPU中集成的单元也随之增加,例如TI的“达芬奇”架构的处理器内部通常由ARM+DSP构成。同时异构的处理器形态业逐渐流行,如ARM9+ARM7的结构。这类一个主要处理系统(ARM9)外带辅助处理系统(ARM7)的设计,同样成为现在处理器设计的流行方向。主处理系统运行嵌入式操作系统,而辅助处理单元则专注某一些的专用领域的处理。这些系统的应用减少了FPGA作为CPU协处理单元的领域。因为毕竟FPGA相比ARM等流行嵌入式处理器价格要相对较高。在这种情形下,FPGA的厂商似乎也感受到了压力,不约而同推出了带ARM硬核的FPGA,例如ALTERA的和XILINX的ZYNQ和ALTERA的SOC FPGA。这是即是互相竞争的需要,也是同众多CPU厂商一掰手腕的杰总。即使在这两种在趋势下,经典的处理器+FPGA的设计仍然可看做为高性能嵌入式系统的典型配置。经典的处理器+FPGA的配置中有多种的架构形式,即多个处理器单元,可能是ARM,MIPS,或者DSP,FPGA也可能是多片的配置,具体架构形式于具体处理的业务相关和目标设备的定位也相关。因为FPGA作为简单业务流大数据量的处理形态仍然是CPU无可比拟的优势,FPGA内部可以开发大量业务数据并行,从而实现高速的数据处理。在实现高速处理方面,CPU的另一个发展趋势是多核,多核处理器也能处理大数据量的业务的并行,例如业界TERILA已推出64核的多核处理器,采用MIPS处理器,通过二维MASH网络连接在一起,形成NOC的结构。在性能上已经和现有的高速FPGA的处理能力上不相上下。但是多核处理器的不得不说的问题就是,同一业务流分配到多核处理上后,如需交互,例如访问同一资源,就会造成读写的缓存一致的问题,解决的这一问题的天然思路是加锁,即在变量访问上加自旋锁,但是带来的问题就是处理性能的急剧下降。而FPGA无论并行处理和同一变量的访问,都可以变成工程师的设计水平的问题,没有原理性的挑战。没有一种器件可以满足全人类的众多需求,因此不用担心FPGA没有用武之地。必定是一系列产品的组合。下面主要介绍一下FPGA可以作为现今热门场景的几种应用。(1)网络存储产品,特别是现在的NAS,或者SAN设备上,其存储的时间、接口、安全性等都要求较高,而FPGA无论处理性能还是扩展接口的能力都使其在这一领域大有作为。现在高端FPGA单片就可以扩展32个或者更多4G或者8G的FC接口。并且其协议处理相对的固定,也使FPGA在这一领域有大量的可能应用。(2)高速网络设备,现在高速网络设备10G、40/100G以太网设备领域,同样FPGA也是关键的处理部件。特别是IPv6的商用化及大数据对于基础设施的高要求,都使这一领域的处理应用会逐渐广泛,这一领域通常是高速网络处理器(NP)+FPGA的典型架构。(3)4G等通信设备,对于新一代通信基站的信号处理,FPGA+DSP阵列的架构就是绝配。特别是在专用处理芯片面世之前,这样的架构可以保证新一代通信基础设施的迅速研发和部署。没有完美的架构,只有合适的组合,各种芯片和架构都是为应用服务,互相的渗透是趋势,也是必然。FPGA相对处理器的可编程领域,仍然属于小众(虽然人数也不少)。但是正像一则笑话所说:大腿虽然比根命根子粗,但决没有命子重要。这算开个玩笑。FPGA的实现为以后的芯片化留下了许多可能和想象空间,从而在应用大量爆发时通过芯片化来大幅降低成本,这这也正是其他可编程器件所不能比拟的。

    2017-06-07 13:12

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    2022-01-13 06:34

  • 光刻机

    和荷兰学习交流,学他的技术,当然要付出代价,比如财富和他想要的东西,真诚相待,会成功的,还可以引进的的人才和技术,在和他学艺,联姻,总之就是把技术学到手。

    2022-11-20 08:48

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    2021-07-19 06:47

  • [以解答]不知道哪里错了,请帮忙找出,小弟十分感谢

    本帖最后由 sushu 于 2013-3-23 11:56 编辑 这两个实现的功能是一样的,我的和他的只是外观不同。求解,我的达不到它的那样的效果。

    2013-03-22 19:39

  • Allegro如设置等长线规则

    在附件中是如何设置等长线的规则指导,因为经常性的会忘记,所以经撰写下来,以供自己和他人参考,避免不必要的时间浪费在查找资料上。

    2020-08-10 12:35

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    2022-11-04 17:22

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    本帖最后由 azsxdcfv1871514 于 2013-1-6 14:55 编辑 旁路电容接地可以用来进行滤波,那么无极性电容,电解电容,在选取上有什么不同,他们的截止频率和他们容值大小关系又是什么?

    2012-08-01 09:31