基于FPGA的芯片设计及其应用

1、基于fpga的芯片设计及其应用过去，行业向来关注的两个目标是缩小体积和提高速率。近 40年来，对这些目标的追求促使行业进展符合摩尔定律，性能和密度每18个月翻倍。导致技术高速进展，蕴育了计算机革命、互联网革命以及现在的无线通信革命。但同时也为此付出了代价。一种代价是物理上的。工艺技术上的每一次长进都使得芯片晶体管的“关断”增强，也就是待机功耗在增强。另一代价是金钱。每一工艺节点的开发成本呈指数增强。在芯片设计中的优势是节省成本65nm和后续工艺节点上需要考虑的是合理的资金分配，而asic设计办法成本高，预期收益回报较低。设计人员应仔细考虑用法现场可编程门阵列(fpga)。这些器件解决了当今设计

2、人员濒临的功耗问题，有较好的roi。fpga设计的研发成本要比asic低几个数量级，开发人员设计fpga时，不用面向数百万美元的模板成本，不需要在晶体管级单元布局布线上的高级专业技能，也不需要昂贵的自动设计工具和工艺库。fpga的可编程能力还避开了今后大量的研发开支。在产品生命周期中，假如需要在已有设计中加入新功能，对fpga重新举行编程便可以容易地实现功能改进。而对asic设计举行极小的改动也需要在新模板上投入大量人力物力。熟悉到可编程优点的开发人员可能会考虑基于处理器的asic设计办法。在这一方面，fpga同样具有优势。可编程规律在实现功能上效率要比软件高得多，和基于处理器的设计相比，不但

3、降低了功耗，而且提高了任务执行速度。在基于处理器的设计中，fgpa确实常常被用作硬件加速器。各种客户群大量采纳fpga，使fpga的产效在消费类设计上和大批量asic水平相当。量产也使得fpga供给商有足够的收益来切实投入研发。结果， fpga在体系结构、设计和工艺上是目前最先进的技术，足以和最好的asic举行竞争。而且，研发上的投入也保证了fpga成为功能更强大、质量更好的牢靠器件。对量产的预测已经得到证明。在过去几年中，fpga的收益超出了半导体市场的总体水平，而且有加速进展的趋势，缘由在于芯片技术的复杂度越来越高，业界大量应用降低了对产品量产的预期。全部因素都对fpga越发有利，而非as

4、ic。随着半导体技术在65nm上的突破，人们越来越关怀功耗和开发成本问题。用法这些技术的芯片物理设计碰到了更多的挑战，asic设计办法实现起来越发困难。设计人员转向基于fpga的设计后，能够从芯片物理设计难题中抽身而出，让fpga公司去解决这些问题，把精力集中在应用和系统设计的核心能力以及价值定位上。基于fpga的芯片设计办法1、基于fpga的电路设计流程如下：规律设计网表设计fpga的初始布局自动布局自动布线产生加载fpga的配置位图。2、基于fpga的芯片设计的设计办法：(1) 挑选适当型号的芯片，以提高性能和价格比。(2) 规律设计中尽可能采纳适合于fpga特性的电路，充分、高效、合理地

5、利用fpga资源。因为门阵列芯片固有的特点，即资源的数量及种类固定，因此在电路设计中应采纳相应的对策，以便扬长避短，充分发挥fpga芯片的功效，基于以上考虑，以下两点显得尤为须要。一点是充分利用单元库中提供的宏单元，另一点是尽可能地削减规律设计中的线网长度和数量，这里所说的线网长度，指的是该线网所衔接的规律单元的数量的总和。(3) 细心布局，以提高囫囵系统的性能。(4) 手工调节布线，充分利用长线资源，确保设计出的芯片满足设计需求。与自动布局一样，自动布线系统布出的线业常常存在着显然的不合理，对布线举行人工干预也是非常须要的。(5) 运用自动布局布线工具、布出具有同样功能的多块芯片。xilin

6、x基于fpga的芯片设计整体解决计划通过缩短开发产品和将它们推向市场所需的时光， 可编程规律解决计划能够协助设备创造商将风险降至最低水平。您能够以比传统办法（如掩模编程的、固定规律门阵列）快得多的速度设计和验证 xilinx 可编程器件中独特的电路。并且，由于 xilinx 器件是只需要举行编程的标准产品，所以您无需等待原型，也无需支付大量的非常常性工程（nre）成本。解决计划的软件部分对于每个设计项目的胜利而言都是至关重要的。xilinx 软件解决计划提供了功能强大的工具，从而能够简化利用可编程规律举行设计的步骤。按钮设计流程、集成式在线协助、多媒体辅导资料和高性能自动与自动交互式工具能够帮您获得最佳结果。并且，业界最广泛的可编程规律技术和 集成选项可以提供无可比拟的设计灵便性。率先的芯片产品、先进的软件解决计划和世界级的技术支持造就了 xilinx 解决计划。专题阐述本专题首先介绍了fpga在芯片设计领域的优势及这其中的一些关键技术，在举例解释了它的应用