可配置平台途同归.doc

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1、可配置平台：殊途同归作者:穆强，EDNCHINA执行主编　　尽管实现的方法各有差异，但是设计界努力的目标是一致的，即寻求一种能够满足功能性要求，又能够保持足够灵活性的可配置设计平台。　　在FPGA诞生后的头十年中，它与ASIC所服务的市场可以说是泾渭分明，大家过得也算是相安无事。可是后来，尤其是最近的五年中，工业界的价值标准发生了深刻的变化：主频和线宽不再成为衡量一件产品优劣的唯一指标，倒是“面市时间”这个反映实现能力的词汇常常挂在人们嘴边。也就是说，工业界对于设计响应市场变化的灵活性提出了更高的要求。

2、恰逢此时，经济衰退中半导体工艺升级步伐的减缓将ASIC拖入了高成本的泥潭，因此以FPGA为代表的可编程技术越发显现出它的“侵略性”，不断在应用市场中攻城掠地，蚕食ASIC的市场空间。　　虽然关于“ASIC和FPGA采用谁”的争论由来已久，但归根结底就是设计界希望在功能性和灵活性之间找到一种均衡，达到“鱼和熊掌兼得”的境界。在对这两“性”有着鲜明需求倾向的领域，选择谁自不必说，因此大家争夺的焦点就落在了要功能性和灵活性兼顾的“中间地带”。在过去的几年中，我们已经看到了ASIC和FPGA两个阵营为此进行的努

3、力。从现在的形势上看，ASIC阵营的步伐似乎要慢半拍，他们的努力大多还是集中在对ASIC产品制造及升级成本的削减方面，结构化ASIC的出现就是一个例子（参见附文《从ASIC逼近》）。而目前市场中比较成熟的、符合“不大改动系统平台的情况下具有改变系统特性和行为的灵活性”定义的可配置设计平台，大多来自于FPGA厂商。　　目前设计界在“可配置平台”的实现上，基本上是因循着“微处理器+可编程逻辑”的思路进行的。那么不同可配置平台间的差异性，很大程度上就体现在对微处理器和可编程逻辑的设计和选择上。　　硬核平台　　

4、面对广大的嵌入式应用，CPU往往是系统最终性能表现优劣的关键。因此FPGA厂商往往会选择在FPGA中集成硬核CPU以及其他外围模块的方式，创造出一种满足高性能应用的器件类型。　　在硬核CPU的选用上，Xilinx公司采用的是PowerPC405，这是一个32位RISC核，将其集成在Xilinx的Virtex-ⅡPro器件中后，工作频率可以达到400MHz，性能超过了600DMIPS，这一出众的性能使Virtex-ⅡPro受到网络电信、音视频处理等高端应用的青睐。　　与Xilinx不同，另一家FPGA厂商

5、Altera公司在设计基于硬核的可配置平台时，选用了公开授权的ARM922架构，这是一个主频可以达到200MHz的32位RISC内核，它与Altera的APEXFPGA架构集成后形成了被称为Excalibur的系列器件，根据可编程逻辑密度和外围模块的不同Excalibur共有三个型号。Altera公司IP业务部副总裁CraigLytle表示，Excalibur器件是专门针对喜欢采用ARM指令集架构(ISA)并寻求完整的处理器次系统来充当主处理器的客户设计的，而且他坚定的认为，与PowerPC相比，作为可

6、配置平台的CPU硬核，ARM是一种更有前途的架构，这是因为“ARM的AMBA总线架构是事实上的行业标准，很多IP供应商已将AMBA总线架构标准化”，这对于平台功能的扩展与升级是十分关键的。　　尽管业内存在不同的声音，Xilinx仍然对它的基于PowerPC的产品线充满信心。到目前为止，Xilinx已经付运的PowerPC内核超过了10万，而且在PowerPC技术的推广上它依然在奉行着一种“强硬”的市场策略，即在几乎所有的Virtex-ⅡPro器件中都加入PowerPC内核，此举的意义在于只要是使用Vir

7、tex-ⅡProFPGA产品的客户，不论其现在的设计需要微处理器内核与否，都成为了基于PowerPC平台的潜在的使用者。根据Gartner的测算，目前在Xilinx超过10万的客户中，大约有2.6%的客户具有“激活”PowerPC内核的设计工具，有1.3%的客户已经在从事基于PowerPC的设计。可以说，这是目前最大的基于硬核的可配置平台开发社区。表1，基于FPGA的主流可配置平台　　不过在Xilinx公司对PowerPC信心十足之时，一个微妙的变化值得留意——今年3月，Xilinx收购了一家名为Tri

8、scend的芯片公司，该公司曾经推出一款被称为CSoC（ConfigurableSystem-On-Chip，可配置系统级芯片）的器件，其采用的也是一种“微处理器+可编程逻辑”的架构，而其中的CPU内核选用的是ARM7TDMI。对于这次并购，Xilinx公司亚太区高端产品市场经理梁晓明先生的解释是“两家公司在技术上的联姻可以为Xilinx公司进入潜力巨大的嵌入式市场提供支持”，但这背后的潜台词是否是“Xilinx也在考虑在可配置设计平台中引