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快速启动新一轮的设计

发布时间:2007/8/15 0:00:00 访问次数:521

在今天的市场上,产品迅速上市的压力愈来愈大,但产品的使用寿命却不断缩短。产品设计稳定于12个月~18个月的周期不再存在,取而代之的是产品每6个月便会更新。缩短的使用寿命给OEM厂商带来更大的压力,需要更迅速及高效地把新设计推向市场。有研究指出,产品的推出若延迟4周,便会失去约14%的市场份额。
ASIC器件曾经是最具成本效益的系统设计方法,在得到摩尔定律 (Moore's Law) 协助的同时现在也受到其影响。半导体工艺的尺寸不断缩减,使得供应商可比以前在设计中加入更多的功能,这是好的一面。然而,与制造这些更小巧工艺相关的成本和时间却呈指数级增长。更低的单位成本已由更高的非经常性工程开支 (NRE) 和更长的设计周期所抵消。首个硅片的开发费用可能高达2,000万美元,而随着设计人员向着90 nm及以下节点发展,预计成本更会增加。而且还要计算出错的成本。重新设计会导致掩模成本升高和上市时间延长。这种种因素迫使ASIC只能成为最大批量应用具备成本效益的方案。事实上,业界预计可编程逻辑市场在未来几年的增长大多来自于传统的大批量消费电子市场。据市场研究机构Gartner Dataquest估计,2004年的低成本FPGA市场约值3.5亿美元,并会于2008年增长至超过11亿美元。
FPGA获普遍公认为最迅速建构样机和开发设计的途径。FPGA硅片由于能够进行编程、调试、再编程和重复操作,因此可以很好地进行设计开发和验证,比ASIC环境能更早地实现相同的设计,而且风险更低,因为无需“重新设计”一个掩模套件,只需对FPGA重新编程即可。FPGA还可通过其现场编程能力延长产品在市场上的寿命,用以进行系统升级或修复漏洞。
FPGA入门套件是由FPGA供应商提供的完整设计解决方案,能让设计人员提高开发效率,实现最快的上市时间。入门套件的软件和硬件功能可为设计人员带来很多优点,包括:技术和组件评估、快速设计开发、广泛的设计调试能力及简化设计。
使用入门套件,设计人员基本上可立即采用先进的技术 (如90 nm) 和今天领先FPGA的完整平台功能。但是,哪种FPGA架构才适合您的需求呢?由于在入门套件中唯有FPGA会进入您的最终设计,您分析的重点应在于FPGA。在明显的总门数和性能参数等考虑因素之外,FPGA技术本身将大大影响您的最终设计,因此必须仔细考量。
nvFPGA与SRAM比较
过去,以易失性SRAM为基础的FPGA一直保持着市场领先地位。先进的CMOS工艺使得SRAM解决方案在尺寸方面优于其非易失性的竞争对手,并使到SRAM FPGA在密度方面一直较非易失性产品 (nvFPGA) 优胜。然而,在以价值为基础/低端FPGA市场上,门密度现已足够让许多设计受到焊盘而不是内核的限制。这便为极富价格竞争力的解决方案开启了代替ASIC产品的市场。nvFPGA技术能为设计人员带来许多优势。作为单芯片解决方案,设计人员无需费力设计和处理许多与易失性FPGA相关的支持器件和电路。由于设计工作减少,出错和调试的机会相应降低,令到执行的风险也下降——因为元件不在板上便不会失效。毋需全部支持器件及电路加上相等的单元价格,nvFPGA因此能提供较易失性FPGA更庞大的成本节省。在以SRAM 为基础FPGA应用中,有关支持器件和电路的成本往往不菲,这包括了启动PROM、CPLD、欠压检测电路、加电次序和其它管理元件等。



举例说,以90nm SRAM为基础的器件具有严格的内核电源电压要求,保证配置SRAM不会在系统电源欠压的情况下被破坏。配置SRAM的破坏会导致灾难性的器件损坏。而以Flash为基础的FPGA,Flash配置单元不会在欠压情况下被破坏,当电源一旦恢复,更会即时恢复。为了检测和管理以SRAM 为基础FPGA的欠压情况,需要在设计中加入额外的外围元件,但以非挥发性Flash为基础的FPGA则没有此需要。
随着FPGA的复杂性、功能和市场份额不断增长,FPGA对知识产权的保护需求也相应增加。非易失性Flash FPGA提供多种水平的设计保密性,较传统以SRAM为基础的 FPGA和ASIC解决方案优胜。一个典型的系统可能融合一个处理器/DSP、一些存储器、一些ASSP和一个或多个FPGA。如果您能读出FPGA的内容,便可复制 (或加强) 整个系统的性能,因为所有其它元件都是现成的。与SRAM技术不同,使用非易失性FPGA,外人就无法截取其比特流,也无法损害外围配置器件。
以ProASIC3 Flash为基础的FPGA提供基于FlashLock的安全保护,使用128位密钥机制保护器件内容。此外,ProASIC3器件还使用嵌入式128位AES解码内核支持安全的ISP。只有Flash FPGA技术才能提供这种领先的安全性能。
使用入门套件作出可靠决定
使用入门套件平台有多种好处,能评估供应商的元件是其中之首。您应该读过供应商的产品手册及了解其FPGA平台的性能、功耗和性能。但是,这些FPGA器件在您的设计中表现如何?在给定的工作条件下,功耗会是多少?能支持您的设计所要求的产能吗?而确定系统性能的唯一办法是将硅片放在设计中,然后进行试运行。
不使用入门套件的另一

在今天的市场上,产品迅速上市的压力愈来愈大,但产品的使用寿命却不断缩短。产品设计稳定于12个月~18个月的周期不再存在,取而代之的是产品每6个月便会更新。缩短的使用寿命给OEM厂商带来更大的压力,需要更迅速及高效地把新设计推向市场。有研究指出,产品的推出若延迟4周,便会失去约14%的市场份额。
ASIC器件曾经是最具成本效益的系统设计方法,在得到摩尔定律 (Moore's Law) 协助的同时现在也受到其影响。半导体工艺的尺寸不断缩减,使得供应商可比以前在设计中加入更多的功能,这是好的一面。然而,与制造这些更小巧工艺相关的成本和时间却呈指数级增长。更低的单位成本已由更高的非经常性工程开支 (NRE) 和更长的设计周期所抵消。首个硅片的开发费用可能高达2,000万美元,而随着设计人员向着90 nm及以下节点发展,预计成本更会增加。而且还要计算出错的成本。重新设计会导致掩模成本升高和上市时间延长。这种种因素迫使ASIC只能成为最大批量应用具备成本效益的方案。事实上,业界预计可编程逻辑市场在未来几年的增长大多来自于传统的大批量消费电子市场。据市场研究机构Gartner Dataquest估计,2004年的低成本FPGA市场约值3.5亿美元,并会于2008年增长至超过11亿美元。
FPGA获普遍公认为最迅速建构样机和开发设计的途径。FPGA硅片由于能够进行编程、调试、再编程和重复操作,因此可以很好地进行设计开发和验证,比ASIC环境能更早地实现相同的设计,而且风险更低,因为无需“重新设计”一个掩模套件,只需对FPGA重新编程即可。FPGA还可通过其现场编程能力延长产品在市场上的寿命,用以进行系统升级或修复漏洞。
FPGA入门套件是由FPGA供应商提供的完整设计解决方案,能让设计人员提高开发效率,实现最快的上市时间。入门套件的软件和硬件功能可为设计人员带来很多优点,包括:技术和组件评估、快速设计开发、广泛的设计调试能力及简化设计。
使用入门套件,设计人员基本上可立即采用先进的技术 (如90 nm) 和今天领先FPGA的完整平台功能。但是,哪种FPGA架构才适合您的需求呢?由于在入门套件中唯有FPGA会进入您的最终设计,您分析的重点应在于FPGA。在明显的总门数和性能参数等考虑因素之外,FPGA技术本身将大大影响您的最终设计,因此必须仔细考量。
nvFPGA与SRAM比较
过去,以易失性SRAM为基础的FPGA一直保持着市场领先地位。先进的CMOS工艺使得SRAM解决方案在尺寸方面优于其非易失性的竞争对手,并使到SRAM FPGA在密度方面一直较非易失性产品 (nvFPGA) 优胜。然而,在以价值为基础/低端FPGA市场上,门密度现已足够让许多设计受到焊盘而不是内核的限制。这便为极富价格竞争力的解决方案开启了代替ASIC产品的市场。nvFPGA技术能为设计人员带来许多优势。作为单芯片解决方案,设计人员无需费力设计和处理许多与易失性FPGA相关的支持器件和电路。由于设计工作减少,出错和调试的机会相应降低,令到执行的风险也下降——因为元件不在板上便不会失效。毋需全部支持器件及电路加上相等的单元价格,nvFPGA因此能提供较易失性FPGA更庞大的成本节省。在以SRAM 为基础FPGA应用中,有关支持器件和电路的成本往往不菲,这包括了启动PROM、CPLD、欠压检测电路、加电次序和其它管理元件等。



举例说,以90nm SRAM为基础的器件具有严格的内核电源电压要求,保证配置SRAM不会在系统电源欠压的情况下被破坏。配置SRAM的破坏会导致灾难性的器件损坏。而以Flash为基础的FPGA,Flash配置单元不会在欠压情况下被破坏,当电源一旦恢复,更会即时恢复。为了检测和管理以SRAM 为基础FPGA的欠压情况,需要在设计中加入额外的外围元件,但以非挥发性Flash为基础的FPGA则没有此需要。
随着FPGA的复杂性、功能和市场份额不断增长,FPGA对知识产权的保护需求也相应增加。非易失性Flash FPGA提供多种水平的设计保密性,较传统以SRAM为基础的 FPGA和ASIC解决方案优胜。一个典型的系统可能融合一个处理器/DSP、一些存储器、一些ASSP和一个或多个FPGA。如果您能读出FPGA的内容,便可复制 (或加强) 整个系统的性能,因为所有其它元件都是现成的。与SRAM技术不同,使用非易失性FPGA,外人就无法截取其比特流,也无法损害外围配置器件。
以ProASIC3 Flash为基础的FPGA提供基于FlashLock的安全保护,使用128位密钥机制保护器件内容。此外,ProASIC3器件还使用嵌入式128位AES解码内核支持安全的ISP。只有Flash FPGA技术才能提供这种领先的安全性能。
使用入门套件作出可靠决定
使用入门套件平台有多种好处,能评估供应商的元件是其中之首。您应该读过供应商的产品手册及了解其FPGA平台的性能、功耗和性能。但是,这些FPGA器件在您的设计中表现如何?在给定的工作条件下,功耗会是多少?能支持您的设计所要求的产能吗?而确定系统性能的唯一办法是将硅片放在设计中,然后进行试运行。
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