Cara memilih chip FPGA

I. Prinsip inti dari pemilihan chip FPGA
Ukuran FPGA, seperti memilih mesin dan sasis untuk mobil, membutuhkan keseimbangan antara kinerja dan biaya, pemeliharaan, dan ketersediaan. Pilihan yang ideal adalah keseimbangan kinerja, sumber daya, kesulitan pengembangan dan keamanan pasokan yang komprehensif.

1. Tentukan persyaratan fungsional

Langkah pertama adalah memilah tujuan sistem. Penting untuk memahami dengan tepat tugas apa yang dilakukan FPGA dalam sistem, seperti pemrosesan data berkecepatan tinggi, konversi antarmuka protokol, akuisisi dan kontrol sinyal, atau akselerasi algoritma. Mendefinisikan persyaratan menentukan arah semua keputusan berikutnya.

2. Evaluasi sumber daya logika dan penyimpanan

Unit Logika (LUTS, FFS): Mengevaluasi kompleksitas sirkuit logika untuk memastikan bahwa FPGA memiliki unit logika yang cukup untuk memungkinkan penyesuaian fungsional selanjutnya. Secara umum, disarankan agar tidak lebih dari 80% sumber daya ditempati.
Memori on-chip (blok RAM, dll.): Menghitung kapasitas memori yang diperlukan berdasarkan caching data, FIFO, pemrosesan gambar, dan persyaratan lainnya. Perhatian perlu diberikan pada distribusi fisik dan unit terkonfigurasi terkecil untuk menghindari fragmentasi dan limbah.

3. Sumber Daya Jam & PLL

Jumlah PLL dan jumlah jam berbeda yang dapat dihasilkan dihitung sesuai dengan frekuensi jam yang dibutuhkan oleh sistem dan apakah itu disinkronkan atau tidak. Jika beberapa domain sinkronisasi independen diperlukan, FPGA harus memiliki pohon jam yang cukup dan dukungan PLL.

0021-12887 8 "cincin klem

4. I\/O Interface dan Pin Resources

Menurut antarmuka perifer yang sebenarnya, protokol komunikasi, debugging dan antarmuka ekspansi, jumlah pin yang diperlukan dihitung sebelumnya, dan 10 ~ 20% dari margin dicadangkan untuk menghindari pembatasan karena perubahan selanjutnya.
Periksa standar I\/O yang didukung oleh FPGA, seperti LVD, LVCMOS, dan sinyal diferensial, dan menyesuaikannya dengan koneksi eksternal.

5. Indikator Kinerja: Frekuensi Operasi dan Level Kecepatan

Semakin tinggi frekuensinya, semakin baik, tetapi batasan waktu desain, kendala proses, dan hasil kompilasi aktual akhir. Frekuensi maksimum teoritis hanya untuk referensi, dan frekuensi operasi aktual perlu disesuaikan sesuai dengan hasil analisis waktu dan integritas sinyal. Produsen yang berbeda memiliki cara yang berbeda untuk mengidentifikasi nilai kecepatan, sehingga Anda perlu memperhatikan perbedaan saat membeli.

6. Persyaratan Sumber Daya Hardcore Khusus

Ini termasuk transceiver berkecepatan tinggi on-chip (serdes), pengganda DSP, prosesor hard-core, pengontrol memori tertanam, dan banyak lagi. Sumber daya ini dapat secara signifikan mengoptimalkan kinerja dan konsumsi daya dari algoritma atau antarmuka tertentu.

Jika desain bergantung pada beberapa jenis unit akselerasi perangkat keras, penting untuk memastikan bahwa ada cukup blok DSP yang diintegrasikan ke dalam model FPGA jika sejumlah besar perkalian paralel diperlukan.

7. Jenis Paket dan Kesulitan Desain PCB

Paket QFP cocok untuk PCB rendah, PCB sederhana, dan mudah disolder dengan tangan. BGA cocok untuk produk miniatur dengan kepadatan timbal tinggi dan persyaratan kinerja tingkat tinggi, tetapi sulit untuk kabel, penyolderan dan pengujian, dan memiliki persyaratan tinggi untuk proses PCB. Ukuran paket dan jarak pin terkait langsung dengan efisiensi perutean, biaya dan kapasitas aktual.

8. Pasokan dan Ketersediaan Pasar

Disarankan untuk memilih seri utama dan model dengan sirkulasi pasar yang besar, yang nyaman untuk pengadaan dan pemeliharaan proyek, dengan transparansi harga dan jaminan kontinuitas sumber daya. Produk baru, tidak populer atau dihentikan harus berhati -hati, jika tidak, mudah untuk mempengaruhi jadwal proyek karena kekurangan.

0020-40946 cincin klem, 8 "snnf, al

Ii, Saran untuk proses seleksi

Tahap Analisis Persyaratan: Berkomunikasi dan Menyortir, menggambar diagram blok, dan daftar fungsi dan sumber daya. Penyaringan spesifikasi awal: Melalui alat seleksi di situs web resmi pabrikan, seri dan model yang memenuhi kebutuhan sebelumnya disaring. Pencocokan Sumber Daya dan Optimalisasi Sekunder: Simulasi dan coba pemetaan sumber daya sesuai dengan lingkungan pengembangan, cadangan margin yang wajar, dan optimalkan distribusi level dan antarmuka. Mengevaluasi Kemampuan Pengemasan dan Manufaktur: Mengoptimalkan kemasan yang layak berdasarkan kemampuan proses PCB perusahaan, hasil yang diharapkan, perakitan dan penyolderan, dll. Konfirmasi ketersediaan pasar: Verifikasi waktu tunggu model, harga, dukungan setelah penjualan, dll. Dengan rantai pasokan. Trade-off yang komprehensif dan pengambilan keputusan akhir: Gabungkan kinerja, biaya, dan risiko untuk membuat keputusan model chip akhir.

III, Pertimbangan Umum
Jangan hanya mengejar sumber daya yang sangat tinggi atau frekuensi tertinggi, fokus pada kebutuhan aktual; Pertahankan skalabilitas dan peningkatan kemampuan desain, dan hindari pemilihan yang cukup; Perhatikan sumber daya "lunak" seperti dukungan alat pengembangan, kekayaan sumber daya IP, dan dokumentasi teknis masyarakat; Pada tahap awal proyek, chip dikunci dalam waktu dan sejumlah kecil sampel dibeli untuk verifikasi kelayakan.
Ringkasan:Pemilihan FPGA adalah landasan keberhasilan atau kegagalan proyek, dan merupakan optimalisasi terintegrasi dari rekayasa sistem, desain logika, implementasi perangkat keras, dan manajemen rantai pasokan. Proses seleksi ilmiah dan ketat dapat secara efektif menghindari risiko proyek, mengendalikan biaya, dan memastikan efisiensi pengembangan produk dan keberlanjutan di masa depan.