标题：[转帖]FPGA技术发展探究

4． 由于连接延迟时间的缩短，片上可编程系统（SOPC）能够提供增强的性能，而且由于封装体积的减小，产品尺寸也减少了。

       Altera公司为了实现SOPC的设计，不仅研制开发出新器件，而且还研制出新的开发工具对这些新器件提供支持，并且与新芯片及软件相配合的是带知识产权的系统级设计模块解决方案，它们的参数可由用户自己定义。芯片、软件及知识产权功能集构成了Altera完整的可编程解决SOPC方案--- Excalibur解决方案，如图4给出了利用这一方案实现SOPC的流程图。

 图4 简化的SOPC设计流程图

       四．Actel公司研制开发的FPGA系列产品的主要特征

       Actel公司

一直是世界反熔丝技术FPGA的领先供应商，主要有两大系列的反熔丝FPGA产品--SX-A 系列和MX高速系列。SX-A系列FPGA的主要特点是功耗低、在接上了所有内部寄存器之后，200MHZ运行时的功耗不到1w，而且价格也较为低廉、并拥有良好的性能。

       SX -A（0.22/0.25um）和SX (0.35um) FPGA系列可以提供12,000到108,000个可用门；64-bit，66MHZ的PCI；330MHZ的内部时钟频率，4ns的时钟延迟，它的输入设置时间小于0.6ns，不需要逐步锁定的循环指令；可提供2.5v，3.3v和5v的电压。这就使FPGA能够具有一些以前无法实现的功能，使设计者能够把多个高性能的CPLD压缩到一片FPGA中，大大降低了功耗，节省了电路板空间，减少了费用。

       另一方面，众所周知采用反熔丝技术的FPGA尽管具有许多优点，但是却有一个致命的弱点，即只能进行一次性编程。这就为大规模FPGA产品的开发带来了许多不便。为了弥补这一不足，近年来，Altel公司也在积极开发其它结构类型的FPGA产品。最具代表的是其新近推出了一种非易失性、可重新编程的门阵列 -ProASIC FPGAs。该系列产品集于高密度、低功耗、非易失性和可重新编程于一身。ProASIC FPGAs的主要特点是：提供98,000到110,000个可用门；内嵌拥有FIFO控制逻辑的两端口SRAM（容量达到138,000比特）；提供大于200MHZ的内部时钟频率；该系列产品的功耗仅是基于SRAM的FPGA产品的1/3到1/2（如图5所示）。

图5 ProASIC与SRAM FPGA在相同频率下功耗的比较

       五．技术发展分析。

       从以上对Xilinx、Altera和Actel三家公司各自开发产品特征的介绍，我们可以看出2000年以FPGA为代表的数字系统现场集成技术发展的一些新动向，归纳起来有以下几点：

       ⑴ 深亚微米技术的发展正在推动了片上系统（SOPC）的发展。越来越多的复杂IC需要利用SOPC技术来制造。而SOPC要利用深亚微米技术才能实现。随着深亚微米技术的发展，使SOPC的实现成为可能。与以往的芯片设计不同，SOPC需要对设计IC和在产品中实现的方法进行根本的重新评价。

       新的SOPC世界要求一种着重于快速投放市场的，具有可重构性、高效自动化的设计方法。这种方法的主要要素是：1.系统级设计方法；2.高级的多处理器和特长指令字（VLIW）；3.应用级映射和编译。但是，真正推动SOPC设计的将是系统级设计而不是特定的硬件或软件设计方法（如图6所示）。系统级设计是把一个应用当作一个并行的通信任务系统的设计。着重点放在设计活动的并行性以及在整个应用中利用高度并发的、平行的特性。在SOPC领域中所要求的关键技术是在这些平台上把一个应用的系统级描述转化成一个高效率的实现。

图6 SOPC设计将被系统级设计而不是被特定的硬件或软件设计方法驱动