fpga_asic-fpga是asic设计者的一道普通难题

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛FPGA是ASIC设计者的一道普通难题？作者：MichaelSantarini作者：MichaelSantarini摘要：随着开发ASIC与SOC的掩膜费用、复杂度和工具成本的上升，今天很多设计小组正在选用FPGA实现自己的产品设计。但是，在设计者跨出这一步之前，应从好、坏两个方面着手考虑多种因素。关键词：ASIC，FPGA随着开发ASIC与SOC的掩膜费用、复杂度和工具成本的上升，今天很多设计小组正在选用FPGA实现自己的产品设计。但是，在设计者跨出这一步之

2、前，应从好、坏两个方面着手考虑多种因素。要点：*设计者应听从80%的规则：如果你希望达到高性能目标，就要再以20%购买一种带有LUT（查找表）的FPGA。*最大的FPGA可以运行在550MHz。*最大的FPGA有33万个逻辑单元，或大约等效于1200万个ASIC门。*FPGA供应商的综合工具效率不及商业EDA公司的FPGA综合工具。*当选择一种FPGA时，注意观察布局与硬接线宏结构；这些会带来能影响时序的布局挑战。过去10年来，FPGA供应商在克服FPGA缺点方面取得了很大的进步，并从ASIC市场赢得了份额。在90年代末，FPGA供应商增加了器件的容量，以抗衡中等规模AS

3、IC。然后在大约2001年，FPGA供应商改进了器件的性能，与中等规模的ASIC竞争。尽管FPGA的功耗仍然远远高于密度与性能相当的ASIC，但去年，FPGA供应商迈出了一大步，稳定了FPGA的功耗（参考文献1）。在实现器件属性的同时，FPGA价格也在下降。Actel、Altera、Lattice、Quicklogic和Xilinx都提供范围广泛的器件，从每只几分钱的CPLD（复杂可编程逻辑器件）到加密的非易失性FPGA，还有高性能、高LUT（查寻表）数、基于SRAM的FPGA，它每片价格高达数千美元。在FPGA业的早期，设计者主要将最昂贵和最高级的FPGA用于原计划用A

4、SIC实现的功能原型代码，或用作系统设计的概念验证。他们会为自己的ASIC创建逻辑，运行验证，作ASIC设计分区，然后将这些分区编入一块原型板上的多个FPGA中（参考文献2）。今天的设计者仍然使用这种方法，不过，由于FPGA各方面都有了提高，很多设计者甚至将最高级和最昂贵的FPGA用于生产部件。我们很容易从一家FPGA供应商找到一位对FPGA赞不绝口的营销执行官，他会大谈FPGA如何取代ASIC的份额，甚至是用于量产。设计者也正在逐步认识到FPGA确实是真正可行的量产载体，设计者应当不再简单地把FPGA看作一种ASIC原型工具。http://www.elecfans.co

5、m电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛SanjaySingh是惠普公司不间断计算机部负责ASIC/FPGA设计的技术领导，他在职业生涯中设计过10种FPGA和25到30种ASIC。他在TandemComputer时开始设计ASIC，后该公司在1996年被Compaq收购，HP又在2002年收购了Compaq。Singh说：“我开始是用0.5微米为东芝不间断计算机做ASIC。”现在，他的小组正在用110纳米和90纳米节点设计ASIC，并且当需要时，他的小组会用最高级的基于SRAM的FPGA（如Altera的Stratix级和XilinxVir

6、tex级器件）设计服务器应用。Singh说：“我们的系统基于Intel的Itanium服务器芯片，而我们设计的FPGA必须与内存、I/O和处理器通信。我们的增值是在硬件上，因此必须完成通信功能、端口功能、数据完整性功能，以及复制功能。我们设计的FPGA一般是在处理器板上，终端系统价格将在一百万美元以上。”另一方面，RanjitRozario是新兴通信公司SonoaSystems的一名高级设计工程师。这家公司的100名员工主要由软件工程师组成，Rozario是其中少数硬件设计师之一。作为一名长期以来从事ASIC的设计者，Rozario最近第一次尝试了FPGA设计，最终选择了

7、一片Virtex-5LX220。Singh和Rozario都认为，他们频繁地采用FPGA有多种原因，但指出了用FPGA设计的http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛优缺点。因此，当作这种转变时，ASIC设计者必须考虑到多个因素，如设计规模、性能和功耗预算、PCB（印制电路板）要求、设计与验证要求，以及FPGA工具的局限。SRAMFPGA也会带来新的挑战，例如软错误，这在SRAM结构中比标准单元更加常见。为什么转向FPGA？设计者选择FPGA代替ASIC有