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注意在FPGA问题在嵌入式系统设计中的应用

菜鸟
2008-01-07 11:51:36     打赏

  FPGA选择的根本差异焦点 

  在于使用非挥发性可重编程Flash技术或以挥发性SRAM技术为基础的FPGA。以 Flash为基础的FPGA具有单芯片和上电即行功能,大大简化了系统级设计和最终产品的集成。当电源发生故障时,以 Flash为基础的FPGA于上电或欠压检测方面无需配置加载[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/MAX4105EUK.html]MAX4105EUK[/URL],在上电时也不需要从MCU对FPGA进行加载[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/DTV1500H.html]DTV1500H[/URL],而信号源、电路布局、调试和检测亦无需额外的电源管理电路。此外,在上电时,具有上电即行功能以 Flash为基础的FPGA锁相环 (PLL) 可即时对时钟生成发挥作用,作为内核逻辑和I/O对信号进行控制。以 Flash为基础的FPGA上电即行功能提供可预测和稳定的系统启动,使设计人员能专注于设计的检测和验证方面,而不是集成和调试问题。

  控制成本

  为了减少企业项目的总体成本、提高利润和增加市场份额,实现最低的总体系统成本是各大公司的主要目标。设计FPGA时[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/PH150F110-28.html]PH150F110-28[/URL],设计人员不应该把单位价格视为总体系统成本的唯一一环。其他常被忽略的隐藏成本也会对总体系统成本构成重大影响。没有上电即行能力便需要使用多个非必需的元件,例如用于监控和总线维护工作、时钟生成和复位控制器的CPLD,因为没有PLL和芯片产生的信号来协助系统设置。对于以Flash为基础的FPGA,使用更少元件以降低材料成本只是整个成本节省的开端。电路板面积的减少所降低的电路板成本、产品可靠性和良率的提高,加上功耗的降低,将可使用更经济的电源及无需强制冷却技术,使得成本进一步下降。每一个嵌入式系统都有不同的要求[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/MAX6383XR32D5-T.html]MAX6383XR32D5-T[/URL],但不是所有系统都可从减少这些元件的应用中获益,不过一般来说,在下一个嵌入式系统设计中使用非挥发性FPGA可能是降低总材料成本的最英明决定。

  除了元件、电路板和组装的总材料成本外,还有一些与附加非必要元件的确认、验证和资格认证相关的重要 (及通常是无形的) 成本[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/CMT32N20.html]CMT32N20[/URL]。这会使得开发进度延迟及设计工程成本增加,即由于资源的不当运用而削弱生产力。

  最后,某些产品特性必须在设计阶段与操作及制造过程一起考虑,以便提高制造的效率。选择非挥发性FPGA解决方案可以通过简单化的测试和简易的产品验证、提高良率、减小风险、减小EMI、减少供应商和降低库存,从而降低运作成本。

  全化为电子行业带来巨大的利益,但也带来一些严峻影响。信息可以快速获取,设计也可以通过各式技术被修改或复制,结果使得仿制或“盗版”产品在几个星期内便会在市场上出现。设计保密性对于公司现有和未来的业务、信誉、品牌资产、支持负担和保护变得更为重要[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/CY2302SCT.html]CY2302SCT[/URL],比产品的责任和诉讼问题更甚。设计和IP在整个供应链中存在着许多风险,包括从制造商、专业设计黑客到某些用户。当FPGA在系统的核心位置取代ASIC时,系统不再由ASIC所保护。FPGA技术的选择对于这些问题有着重要影响,专利和诉讼并不是制止IP盗窃的有效方法。在大多数情况下,专利的实施存在庞大的成本问题,而且效果的不确定和缺乏国际标准使其施行困难且非常耗时。当成功赢得官司时通常已在分秒必争的市场上输掉业务。

  FPGA器件所配置的比特流如在每个供电周期暴露出来,这对于设计和公司整体业务的健康发展非常不利。截取和捕捉从外围PROM或处理器下载的器件配置信息十分容易,而且可以在很短的时间内复制设计。合约制造商或“黑客”在取得设计后可以对空白的标准FPGA器件进行编程,从而建造额外 的系统,并且在黑市销售。这设计也可被复制,使得原本设计产品及投入资源开发IP的公司业务遭受损失。


  以非挥发性 Flash为基础的FPGA提供了很好的方案,能解决这些问题。因为它的配置比特流是编程器件本身,因此不能被截取。这种FPGA具有很高的抗侵入能力,即使打开和拆开器件也只能看到当中结构,而不是非挥发性存储器单元的实际内容。此外[URL=http://www.dzsc.com/stock-ic/NJM79L06L2A.html]NJM79L06L2A[/URL],最新的 Flash FPGA解决方案还有一个集成的AES解密内核,可进行安全的现场重编程及提供过建保护。

  总体拥有成本直接受到嵌入式系统设计人员的做法影响,特别是选择FPGA技术时。其中必须留意与材料成本、设计和工作效率相关的成本,以及所用产品的隐藏成本,例如产品的责任和设计保密问题。以非挥发性 Flash为基础的FPGA提供可以取代SRAM FPGA的解决方案,具有独特的优点,也许是您下一个嵌入式系统设计的最佳选择。

  那我们可要好好注意一下呀!!




关键词: 意在     问题     嵌入式     系统     设计     中的     应用     成本    

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