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形随意动,形式追随功能 – 选择最优莱迪思FPGA

Form Follows Function – Selecting the Best Lattice FPGA
Posted 04/03/2018 by Gordon Hands

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“不论是展翅高飞的雄鹰,嫣然绽放的苹果花,辛苦劳作的老马,无忧无虑的天鹅,开枝散叶的老橡树,蜿蜒曲折的溪流,还是漂泊不定的积云,普天之下,形式永远追随功能。”  路易斯·沙利文,1896

你也许会疑惑:“一位19世纪的建筑设计师和FPGA能有什么关系?”其实,许多系统设计师要做的一个重要决定就是,下一个项目中该使用哪个FPGA产品系列。莱迪思目前提供四个系列的FPGA:iCE, ECP, Mach和CrossLink。人们很容易会把FPGA想象成空白画布,等着数字逻辑将它填满。这种灵活性也正是我们钟爱FPGA的原因。但是,莱迪思的FPGA工程师在设计每个系列的FPGA时想实现的功能,同样也决定了其最终的样子。理解设计师的初衷会对您为下一个项目选择FPGA系列产品大有裨益。

几乎所有1英尺x1英尺(30cm x 30cm)或更大的电路板,或者其他尺寸更小的电路板都需要一块芯片来管理重设信号、硬件状态以及其他各种接口问题。通常,这个功能是由被开发员称为控制PLD的一个小FPGA完成的。在过去几代器件设计中,Mach工程师毫无疑问非常重视这个功能。最新一代产品MachXO3系列的三大主要功能对于实现这一重要的控制功能至关重要。首先,它在系统开启时“第一个启动”,系统关机时“最后一个关闭”。第二,它拥有大量l/O,实现与您所需的设备和接口的低成本连接。第三,它提供的稳固接口在整个电源周期时杜绝故障,在不供电的情况下也可以被驱动。

开发设计师使用FPGA实现的功能在开发过程甚至产品推出后还会有更新,这点在新兴市场并不少见。过去10年中,大有从完全使用FPGA到使用一片ASIC或ASSP外加辅助FPGA来实现这些功能的趋势。工程设计师就是带着这种想法设计了ECP5系列器件。ECP5系列器件提供PCIe和DDR等重要的系统接口来实现系统互连,其FPGA架构是为了实现最低成本和功耗而重新设计的。此外,小裸片面积可以实现世界领先的FPGA功能和封装尺寸。

过去,设计工程师认为FPGA过于昂贵,耗能巨大,而且尺寸过大,不适合用于消费电子产品。iCE器件的工程设计师立志打破这一局限,开发出一款移动FPGA,适用于如今的消费电子移动产品和网络边缘产品中。iCE40 UltraPlus FPGA封装尺寸小,仅为1.4mm x 1.4mm;低成本,适用于大批量生产;10Uw级功耗,可以实现领先的智能手机、智能扬声器及其他消费电子移动产品和边缘设备的互连、实时在线和计算功能。

当然许多工程设计师会发现,FPGA的应用案例不同于芯片设计师的初衷——这一点我们不仅欢迎而且鼓励。莱迪思CrossLink系列就是一个很好的例子。我们注意到,随着移动消费电子设备的普及,越来越多莱迪思客户开始使用MachXO2LatticeXP2支持图像接口,如MIPI CSI,MIPI DSI和基于LVDS的Flat Panel显示器。CrossLink系列是视频桥接FPGA,其设计目的是为了帮助设计师更高效地执行这些常见的功能。

如果你想为下一个项目选择一款莱迪思FPGA,但又不确定选择哪一款,请记住:形式跟随功能。希望对芯片工程师设计初衷的了解可以帮助您选择器件,当然如果您对初始功能有不同的想法,成理即可,无需局限于此。也许,您将为新一代器件的诞生添上浓墨重彩的一笔。 

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