http://kadhoai.com.cn 2026-04-27 02:35:19 來源:Marcelle Douglas
傳統方案中的處理器
將(jiang)處(chu)理(li)器(qi)視(shi)為(wei)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)再(zai)自(zi)然(ran)不(bu)過(guo)了(le)。由(you)於(yu)性(xing)能(neng)與(yu)外(wai)設(she)可(ke)以(yi)決(jue)定(ding)成(cheng)品(pin)所(suo)能(neng)實(shi)現(xian)的(de)整(zheng)體(ti)功(gong)能(neng),因(yin)此(ci)不(bu)難(nan)理(li)解(jie)為(wei)什(shen)麼(me)這(zhe)種(zhong)見(jian)解(jie)會(hui)主(zhu)宰(zai)大(da)多(duo)數(shu)項(xiang)目(mu)設(she)計(ji)。但(dan)是(shi),這(zhe)種(zhong)想(xiang)法(fa)並(bing)非(fei)十(shi)全(quan)十(shi)美(mei),而(er)且(qie)可(ke)能(neng)在(zai)當(dang)前(qian)市(shi)場(chang)狀(zhuang)況(kuang)與(yu)趨(qu)勢(shi)麵(mian)前(qian)很(hen)快(kuai)就(jiu)會(hui)變(bian)得(de)過(guo)時(shi)。
將jiang處chu理li器qi放fang置zhi在zai這zhe樣yang一yi個ge中zhong心xin位wei置zhi上shang,就jiu意yi味wei著zhe必bi須xu在zai一yi切qie開kai始shi之zhi前qian做zuo出chu正zheng確que的de選xuan擇ze並bing且qie要yao在zai整zheng個ge設she計ji過guo程cheng中zhong從cong一yi而er終zhong。這zhe種zhong情qing況kuang會hui使shi所suo有you未wei來lai決jue定ding和he物wu理li設she計ji部bu分fen緊jin密mi相xiang連lian。另ling外wai,這zhe還hai意yi味wei著zhe預yu先xian確que定ding了le某mou一yi固gu定ding的de實shi施shi路lu徑jing。這zhe樣yang就jiu產chan生sheng了le一yi個ge缺que乏fa靈ling活huo性xing並bing在zai後hou期qi不bu便bian進jin行xing必bi要yao更geng改gai的de平ping台tai。當dang出chu現xian新xin的de、無法預見的市場情況時,這從設計角度來看無疑存在重重風險。
新一代 IC dekaifazaidangqianjingjikunjingzhongyijingshibulvweijian。duiyuqianrushishejieryan,ruguoshouzhiyuyihouwufagenggaihuowufashengjidejiagou,namehaobukuazhangdishuokenenghuishixiangmuxianrukunjing。chuantongfangfashijiangyingjianpingtaidekaifafangzaidiyiwei,ranhouneizhibingsuodingruanchengfen;這就導致了將產品上市進程視為重要的產品差異化要素的安全錯覺。然而現實是,產品與眾不同的價值(如:設備智能性或‘IP’)huilaolaoshouzhiyujianghuadepingtaishang。zhezhongqingkuangxia,tahuichengweizuinanyigenggaierqiegenggaiqilaichengbenzuigaodeshejiyuansu。yinci,danchunyilaizhezhongfangfahuipaichuqitazuixuyaodebutongxuanze。
依賴逐步、分階段遞增升級的設計原理很可能會很快被具有更高設計靈活性、可(ke)幫(bang)助(zhu)公(gong)司(si)在(zai)市(shi)場(chang)變(bian)革(ge)中(zhong)製(zhi)勝(sheng)的(de)技(ji)術(shu)所(suo)取(qu)代(dai)。它(ta)們(men)很(hen)可(ke)能(neng)是(shi)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)更(geng)多(duo)選(xuan)擇(ze)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)側(ce)重(zhong)於(yu)易(yi)於(yu)更(geng)改(gai)的(de)更(geng)高(gao)級(ji)係(xi)統(tong)抽(chou)象(xiang)技(ji)術(shu)上(shang),與(yu)單(dan)純(chun)依(yi)賴(lai)選(xuan)擇(ze)處(chu)理(li)器(qi)的(de)方(fang)法(fa)相(xiang)比(bi)風(feng)險(xian)更(geng)低(di)。隻(zhi)要(yao)看(kan)看(kan)最(zui)近(jin)的(de)行(xing)業(ye)趨(qu)勢(shi),大(da)家(jia)就(jiu)能(neng)夠(gou)想(xiang)象(xiang)關(guan)注(zhu)更(geng)高(gao)級(ji)抽(chou)象(xiang)會(hui)是(shi)什(shen)麼(me)樣(yang)子(zi)。
擺脫以處理器為中心的軟化設計
風(feng)頭(tou)正(zheng)勁(jin)的(de)趨(qu)勢(shi)是(shi)向(xiang)處(chu)理(li)器(qi)與(yu)架(jia)構(gou)級(ji)軟(ruan)設(she)計(ji)的(de)發(fa)展(zhan)。隨(sui)著(zhe)硬(ying)件(jian)與(yu)軟(ruan)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)界(jie)限(xian)不(bu)斷(duan)融(rong)合(he),設(she)計(ji)不(bu)再(zai)單(dan)純(chun)依(yi)賴(lai)硬(ying)件(jian)。硬(ying)件(jian)技(ji)術(shu)本(ben)身(shen)的(de)發(fa)展(zhan)也(ye)在(zai)為(wei)這(zhe)種(zhong)趨(qu)勢(shi)推(tui)波(bo)助(zhu)瀾(lan)。
低成本、高容量 FPGA 具有改變我們設計方式的潛力,它可將以前作為物理硬件構造到器件中的組件轉變成可編程的組件。電子產品開發過程中對‘軟設計’的de這zhe種zhong關guan注zhu具ju有you豐feng富fu的de含han義yi,不bu但dan可ke將jiang器qi件jian智zhi能neng性xing從cong編bian入ru的de物wu理li硬ying件jian中zhong分fen離li出chu來lai,而er且qie還hai可ke避bi免mian長chang久jiu以yi來lai一yi直zhi與yu依yi賴lai硬ying件jian的de解jie決jue方fang案an密mi不bu可ke分fen的de缺que陷xian,如ru:很難在開發後期進行修改。
作為采用軟處理器的嵌入式平台,FPGA 正在快速成為多功能、kezhonggouyingjianpingtaidejichu。youyuqigongnengdebuduantigaoyijiyusuandebuduanjiangdi,tamenbiandeyuelaiyueshouhuanying。kuozhanjiagoupingtaideruanshejibudanbaokuozengjiayiqianyouyingjiandanrendegongneng,erqiehaibaokuochuliqi。tongguojiangjinkenengduodeyingjianyinrukebianchenglingyu,keyiyanjiuzaibuzengjiashejishijianqingkuangxiayunxujinxingfanfushiyanchangshijiashedezhongzhongtiaojian。youyukeduigainianjinxinglijiyanzheng,zheyangkeshigongchengshinenggouqingchudilejiebingqieqinyankandaotamensuokaifadechanpin,bingyicizuoweitamenshejisiludeshiwujianzheng, 這樣可以使他們嚐試不同的即能夠降低成本又不必拘泥與任何特定的執行方式。
另一個優勢是軟件設計可以在硬件平台設計之前進行,軟件設計一直可以持續到完成硬件設計之後、甚shen至zhi可ke以yi持chi續xu到dao交jiao付fu給gei客ke戶hu之zhi後hou。軟ruan設she計ji係xi統tong中zhong編bian程cheng的de知zhi識shi產chan權quan將jiang很hen快kuai成cheng為wei最zui有you價jia值zhi的de設she計ji組zu成cheng部bu分fen,並bing將jiang持chi續xu改gai進jin。它ta將jiang帶dai來lai架jia構gou的de高gao度du靈ling活huo性xing以yi及ji適shi用yong性xing更geng強qiang的de更geng小xiao型xing電dian路lu板ban,為wei大da型xing企qi業ye帶dai來lai在zai當dang前qian具ju有you重zhong大da意yi義yi的de巨ju大da優you勢shi。設she計ji人ren員yuan可ke以yi在zai無wu需xu更geng改gai其qi設she計ji而er且qie不bu受shou任ren何he約yue束shu的de條tiao件jian下xia,對dui比bi不bu同tong FPGA 的性能優勢,以做出取舍。
youqudeshi,dianzixitongyiruanjianweizhongxindefangfadeyiyishenzhichaochuleruanjianbenshen。zhiyaojiangzhezhongxiangfashaoweishenruyidian,womenjiukeqingchudilejiedao,budanruanjiankeyishengji,erqieyingjianyekeyishengji,bingqiekeyizaijiaofugeikehuzhihoujinxingshengji。
擺脫硬件桎梏
通過可編程的方式將IP植(zhi)入(ru)係(xi)統(tong),而(er)不(bu)是(shi)固(gu)化(hua)到(dao)生(sheng)產(chan)板(ban)上(shang)的(de)方(fang)式(shi)將(jiang)給(gei)嵌(qian)入(ru)式(shi)的(de)設(she)計(ji)帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)優(you)勢(shi)。由(you)於(yu)內(nei)置(zhi)了(le)一(yi)定(ding)的(de)可(ke)編(bian)程(cheng)性(xing),我(wo)們(men)可(ke)將(jiang)係(xi)統(tong)的(de)許(xu)多(duo)複(fu)雜(za)之(zhi)處(chu)轉(zhuan)移(yi)到(dao)駐(zhu)留(liu)於(yu)處(chu)理(li)器(qi)的(de)軟(ruan)件(jian)層(ceng)。這(zhe)種(zhong)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)一(yi)種(zhong)硬(ying)件(jian)包(bao)裝(zhuang)的(de)軟(ruan)件(jian)層(ceng)能(neng)夠(gou)充(chong)當(dang)可(ke)配(pei)置(zhi)的(de)硬(ying)件(jian)——用作存儲器與外設的處理器接口。
在理想的設計環境中,此軟件層可將匹配軟件編譯程序與預驗證嵌入式 IP 庫進行完美結合。這樣可創建一種具有‘廠商中立性’的嵌入式開發係統,直接與原理圖設計 (design capture) 及電路板開發階段關聯在一起。
旨在修改硬件包 (hardware wrapper) 的簡單 FPGA zhongxinbianchengshigongchengshinenggougenghuanchuliqi,erwuxuxiugaixitongyingjiandeqitabufen。zhezhongfangfademingxianyoushishishixitongcongyigechuliqiqibu,ranhouzaixingnengxuqiushikeshengjidaogengkuaideqijian。xianzaiwomenkeyiduliyuyingjianpingtaikaifayoukebianchengyingjianyuqianrushiruanjianzuchengdeguanjianruan IP,從而擺脫由於必須首先開發物理硬件而帶來的傳統技術難題。
因yin為wei現xian在zai低di層ceng次ci的de設she計ji問wen題ti可ke以yi由you設she計ji係xi統tong本ben身shen來lai解jie決jue,因yin此ci我wo們men可ke以yi將jiang設she計ji注zhu意yi力li轉zhuan移yi到dao利li用yong高gao級ji采cai集ji接jie口kou來lai開kai發fa設she計ji的de核he心xin功gong能neng元yuan素su。甚shen至zhi HDL 輸入也可以讓位於可提高設計抽象水平的更簡單嵌入式原理圖設計,如:C。軟硬件工程師無需重新培訓便可一下子掌握以前完全依賴處理器與硬件專家的設計流程。
caiyongshangshufangfakeyitigaoxiangmuxiugaiyuxiaolvfangmiandeyoushi,yinweizhongdianbuzaishixuanzechuliqiheguanliyuqixiangguandesuoyoudijidexijieyinsu。yuzhurudianlubanshejidengchuantongshejifangfayushengjulaidefuzaxingdedaoshidangdejiangdi,shiqibiandegengyiyuguanli,shejijiaodianzaicizhuanxiangchanpinchayihuayuchuangxin,erbubiguanxindanchunde‘生存要素’!將精力與資源轉移到存在真正價值的更高級設計活動。
軟件與硬件的完美融合將成為最新統一設計領域的內在組成部分。所需要的一切就是支持能夠充分利用大型可編程器件的單個、統一設計方案的設計環境。
能夠創造價值的工具與技術
要yao實shi現xian設she計ji功gong能neng與yu處chu理li器qi的de分fen離li需xu要yao一yi種zhong硬ying件jian不bu再zai是shi基ji本ben因yin素su的de設she計ji平ping台tai。理li想xiang情qing況kuang下xia所suo有you設she計ji區qu域yu都dou應ying當dang以yi單dan個ge的de統tong一yi流liu程cheng出chu現xian。然ran後hou可ke以yi存cun在zai真zhen正zheng的de跨kua區qu域yu設she計ji合he作zuo,因yin為wei處chu理li器qi與yu軟ruan件jian之zhi間jian的de障zhang礙ai已yi經jing消xiao失shi。這zhe樣yang便bian可ke大da幅fu簡jian化hua設she計ji要yao素su在zai軟ruan件jian與yu硬ying件jian之zhi間jian轉zhuan移yi的de任ren務wu。
勿庸置疑,在眾多選擇中不斷探索就會創造出為開發過程的關鍵實施、調試和升級階段內置可重新配置硬件平台的設計環境,我們可以在其中自由嚐試供應商的各種器件並在軟件內外更換 I/O 硬件。適用於電子產品設計各個方麵的所有必要工具將包括:與處理器無關的嵌入式編碼與調試、混合原理圖與基於 HDL 的 FPGA 設計與合成、以及全麵的 PCB 布bu局ju。軟ruan件jian工gong程cheng師shi隻zhi需xu具ju備bei硬ying件jian基ji礎chu知zhi識shi即ji可ke使shi用yong這zhe種zhong環huan境jing,而er硬ying件jian工gong程cheng師shi則ze可ke將jiang精jing力li集ji中zhong在zai設she計ji獨du特te的de設she計ji元yuan件jian上shang,並bing將jiang其qi原yuan型xing化hua,因yin為wei軟ruan件jian與yu硬ying件jian都dou能neng夠gou進jin行xing升sheng級ji。
tongguojiangchouxiangtigaodaochaoguochuliqideshuipinglaijianhuashejigongyidecelve,shixianglinghuoxinggenggaodeqianrushishejijiejuefanganfazhandekexingdaolu。zaijingjikunjingmianqian,riyifuzahuadexingyezhengmianlinzheqiansuoweiyoudesixiangpojiulixinyali。chuliqidexuanzezairenheshihoudouhenzhongyao。raner,xianzaishiwomenxuyaozuochuzhongdashejijuece,bingliyongdashisuoqudetongyishejiliuchengshixiangengdadechuangxindeshihoule!