可配置平臺：殊途同歸盡管實現(xiàn)的方法各有差異,但是設(shè)計界努力的目標(biāo)是一致的,即尋求一種能夠滿足功能性要求,又能夠保持足夠靈活性的可配置設(shè)計平臺。在FPGA誕生后的頭十年中,它與ASIC所服務(wù)的市場可以說是涇渭分明,大家過得也算是相安無事�？墒呛髞�,尤其是最近的五年中,工業(yè)界的價值標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了深刻的變化：主頻和線寬不再成為衡量一件產(chǎn)品優(yōu)劣的唯一指標(biāo),倒是“面市時間”這個反映實現(xiàn)能力的詞匯常常掛在人們嘴邊。也就是說,工業(yè)
可配置平臺：殊途同歸
盡管實現(xiàn)的方法各有差異,但是設(shè)計界努力的目標(biāo)是一致的,即尋求一種能夠滿足功能性要求,又能夠保持足夠靈活性的可配置設(shè)計平臺。
em>在FPGA誕生后的頭十年中,它與ASIC所服務(wù)的市場可以說是涇渭分明,大家過得也算是相安無事�？墒呛髞�,尤其是最近的五年中,工業(yè)界的價值標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了深刻的變化：主頻和線寬不再成為衡量一件產(chǎn)品優(yōu)劣的唯一指標(biāo),倒是“面市時間”這個反映實現(xiàn)能力的詞匯常常掛在人們嘴邊。也就是說,工業(yè)界對于設(shè)計響應(yīng)市場變化的靈活性提出了更高的要求。恰逢此時,經(jīng)濟衰退中半導(dǎo)體工藝升級步伐的減緩將ASIC拖入了高成本的泥潭,因此以FPGA為代表的可編程技術(shù)越發(fā)顯現(xiàn)出它的“侵略性”,不斷在應(yīng)用市場中攻城掠地,蠶食ASIC的市場空間。
雖然關(guān)于“ASIC和FPGA采用誰”的爭論由來已久,但歸根結(jié)底就是設(shè)計界希望在功能性和靈活性之間找到一種均衡,達到“魚和熊掌兼得”的境界。在對這兩“性”有著鮮明需求傾向的領(lǐng)域,選擇誰自不必說,因此大家爭奪的焦點就落在了要功能性和靈活性兼顧的“中間地帶”。在過去的幾年中,我們已經(jīng)看到了ASIC和FPGA兩個陣營為此進行的努力。從現(xiàn)在的形勢上看,ASIC陣營的步伐似乎要慢半拍,他們的努力大多還是集中在對ASIC產(chǎn)品制造及升級成本的削減方面,結(jié)構(gòu)化ASIC的出現(xiàn)就是一個例子（參見附文《從ASIC逼近》）。而目前市場中比較成熟的、符合“不大改動系統(tǒng)平臺的情況下具有改變系統(tǒng)特性和行為的靈活性”定義的可配置設(shè)計平臺,大多來自于FPGA廠商。
目前設(shè)計界在“可配置平臺”的實現(xiàn)上,基本上是因循著“微處理器+可編程邏輯”的思路進行的。那么不同可配置平臺間的差異性,很大程度上就體現(xiàn)在對微處理器和可編程邏輯的設(shè)計和選擇上。
硬核平臺
面對廣大的嵌入式應(yīng)用,CPU往往是系統(tǒng)最終性能表現(xiàn)優(yōu)劣的關(guān)鍵。因此FPGA廠商往往會選擇在FPGA中集成硬核CPU以及其他外圍模塊的方式,創(chuàng)造出一種滿足高性能應(yīng)用的器件類型。
在硬核CPU的選用上,Xilinx公司采用的是PowerPC 405,這是一個 32位RISC核,將其集成在Xilinx的Virtex-Ⅱ Pro器件中后,工作頻率可以達到400MHz,性能超過了600DMIPS,這一出眾的性能使Virtex-Ⅱ Pro受到網(wǎng)絡(luò)電信、音視頻處理等高端應(yīng)用的青睞。
與Xilinx不同,另一家FPGA廠商Altera公司在設(shè)計基于硬核的可配置平臺時,選用了公開授權(quán)的ARM922架構(gòu),這是一個主頻可以達到200MHz的32位RISC內(nèi)核,它與Altera的APEX FPGA架構(gòu)集成后形成了被稱為Excalibur的系列器件,根據(jù)可編程邏輯密度和外圍模塊的不同Excalibur共有三個型號。Altera公司IP業(yè)務(wù)部副總裁Craig Lytle表示,Excalibur器件是專門針對喜歡采用ARM指令集架構(gòu)(ISA)并尋求完整的處理器次系統(tǒng)來充當(dāng)主處理器的客戶設(shè)計的,而且他堅定的認為,與PowerPC相比,作為可配置平臺的CPU硬核,ARM是一種更有前途的架構(gòu),這是因為“ARM的AMBA總線架構(gòu)是事實上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),很多IP供應(yīng)商已將AMBA總線架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化”,這對于平臺功能的擴展與升級是十分關(guān)鍵的。
