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泛在的暗流

ESC中充斥着fpga

在过去的几年里,fpga在嵌入式系统会议上已经从耳语上升到咆哮。今年,在新搬迁的展会上(在旧金山进行了几年的尝试后回到了圣何塞),几乎没有一个展台没有承载fpga的电路板,这些电路板连接着摄像机、显示器、led、遥控车、弹跳球箱、Dance Dance Revolution传感器垫,甚至还有我们的老朋友的内部工作Cyclonebot的220磅重,半英寸厚的钛板外壳。

最初,fpga带着无害的“胶水逻辑”伪装,偷偷地爬上了大多数嵌入式系统板。在处理器、外设和内存等主流嵌入式组件占据聚光灯的时候,它们几乎没有被注意到,在雷达的雷达下飞行。大多数嵌入式系统设计师将FPGA部分交给初级工程师,后者几乎随机地选择一个可编程部件,用一个简单的程序将其插入总线和一些主引脚之间,以弥补各种连接组件之间的协议差异。就像杀手病毒一样,这些设备放置得很低,稳定地提高它们的性能,并从电路板上集成越来越多的功能。FPGA周围的芯片开始在夜晚悄然消失。最终,业界幡然醒悟,并注意到fpga已经成为大多数嵌入式系统设计的中心舞台,挑战了离散处理器的主导地位。

许多嵌入式设计师都吓坏了。以前,典型的嵌入式系统板可以由经验有限的电气工程师用现成的组件快速组装。需要高度深入和详细的专业知识的设计(比如可怕的硬件描述语言)一直被安全地隔离在遥远的秘密实验室中,在那里,基于asic的高端系统是由具有专业技能的黑带工程专家精心制作的。现在,自定义逻辑设计正直直地盯着普通系统设计师的脸,前景是可怕的。综合、模拟、时序分析和其他巨大而可怕的未知领域,在嵌入式设计师和他们未来项目的成功之间若隐若现。他们惊慌失措。他们包装。他们去了ESC。

一旦到了那里,他们发现大多数情况下,都是一些普通的小贩在兜售典型的商品。在过去的几年里,fpga隐藏在ESC的光天光地里——从不同的位置带着阴险的微笑盯着我们——距离道具室开发板上的边缘连接器越来越远。在每小时一次的展台表演中,雇佣的演员们在临时搭建的舞台上生动地讲述着不熟悉的技术术语。然而今年,他们再也不能隐藏自己了。fpga更大,更坏,正处于中间位置,不再被它们在过去十年中系统地推向灭绝的杂项分立元件所掩盖。系统设计师看到了它们。他们气喘吁吁地说。他们一饮而尽。他们向专家展台走去。

Actel, Altera, Altium, Arrow, Avnet, Celoxica, Lattice, Mentor Graphics, National Instruments, Xilinx和许多其他公司都张开双臂和订单书等待着,平静地引导颤抖的新手通过他们的第一个基于fpga的系统设计的暴风雨。“想在标准总线上缝合几个外围设备吗?”点击这里。需要在您的设计中添加PCI Express ?拿起这个便宜的开发工具包。想要一个以太网MAC?只需拖放这段预先配置的IP。是否需要一些软件来加速硬件?把它交给我们的工具。一切都会好的。”

对于这群人来说,最大的均衡器是发展板。该板子用于开发高性能视频处理应用程序。那个是工业控制系统。如果供应商有针对您的应用程序的开发工具包,那么方法和设备的混合似乎都被冲淡了。物理板的存在是有形的。它证明,在某种程度上,整个问题已经解决了,而且解决方案已经变成了你可以拿在手里的东西。所有你需要添加的是特殊的酱汁和软件航行在您的定制,增值的创作。该板上是否存在fpga成为次要问题。恐惧减轻了。

Celoxica多年来一直成功地对抗fpga恐惧症。他们很久以前就发现了发展委员会的安抚力量。Celoxica提供全系列的fpga开发平台以及强大的专有设计软件,帮助硬件新手在实际应用中取得令人印象深刻的结果。Celoxica是基于fpga的“ESL”市场无可争议的老手。当大多数其他公司都在谈论基于c语言的硬件设计的理论收益,或者吹捧来自少数早期客户的例子时,Celoxica拥有多年的经验,实际上有数百个客户已经使用他们的方法创建了真实的、有效的、高性能的系统。

Celoxica的优势在于他们的C-to-FPGA合成,使用他们自己专有的Handel-C方言,或者更冗长和笨拙但半标准化的SystemC。Celoxica基于从客户接触中获得的丰富经验,围绕这些工具开发了大型基础设施。结果是一个有效的端到端解决方案,可以在视频处理系统等应用程序中获得一流的结果,而不需要一流的学习曲线。今年,他们推出了低成本的入门级设计套件,旨在吸引新的设计师加入。他们还与Altera一起发布了一款基于sopc的加速器套件,用于嵌入式数字图像和信号处理应用。

美国国家仪器公司(National Instruments)也在用极其简单的界面实现fpga性能。NI一直以其类似乐高的模块化仪器系统而闻名,该系统允许您在实验室中通过将几个模块拼接在一起并在其著名的LabVIEW软件系统中点击几下鼠标,就可以构建几乎任何电子产品的坚固版本。几年前,他们似乎发现了fpga。现在,通过他们的可重构I/O(里约热内卢)硬件模块和LabVIEW FPGA,您可以做的事情比以前多得多。LabVIEW FPGA的图形化拖放环境允许您在硬件中创建复杂的功能,而无需学习FPGA开发工具的复杂性,并将这些功能接口到几乎任何您可以插入其里约热内卢机箱的功能。当然,NI的解决方案是针对定制仪器人群的,但它不需要超级强大的眼镜,就可以看到他们已经拥有了一个高度坚固的可重构开发平台,具有优雅,简单的界面,可以使用传统软件和基于fpga的硬件混合编程。

总部位于澳大利亚的Altium公司在展会上脱颖而出,他们的新“纳米板2”开发板由他们的Altium Designer基于fpga的系统设计软件的新版本支持。像许多其他精明的玩家一样,Altium领先于一个性感的,功能丰富的板,并带来了真正的价值- FPGA设计软件。Altium的目标是基于电路板的系统设计人员,提供功能齐全的工具套件,可以处理从FPGA设计到嵌入式软件开发到印刷电路板布局的所有事情。Altium的交钥匙系统强调了供应商的独立性,该公司指出,推迟使用哪种FPGA等关键决策通常可以节省设计团队的培根,因为在性能目标无法实现、部件无法按时交付或具有更好特性的新设备突然出现的情况下,可以在最后一刻进行交换。

Altium在展会上展示了他们自己的c -to-硬件功能,旨在允许嵌入式软件设计人员通过使用他们的Viper编译器的特殊版本来编译基于fpga的硬件加速器,以实现性能关键例程。通过降低基于fpga的系统设计的财务和技术障碍,Altium希望帮助新一代快节奏的产品设计师更快地将创新理念推向市场。

当然,FPGA供应商自己也在场,他们的分销商也是如此。近年来,随着FPGA在嵌入式系统设计中的地位越来越重要,嵌入式系统设计人员对FPGA公司的重要性也相应提高。(这很有趣,不是吗?)Altera正忙于推出自己的c -to-硬件编译器,而Xilinx则在推出新的低成本PCI Express开发工具包和用于高速串行设计的ChipScope调试平台。与此同时,Actel管理着大量的与会者排队了解更多关于他们的新型融合混合信号fpga,内置ARM7处理器。

在一天结束的时候,如果你作为一个系统设计师参加ESC,并没有注意到fpga的新角色,你可能是法律上的盲人,或者是某种创伤后恐惧引起的否认。别担心,FPGA行业会提供帮助——“接受治疗。会没事的。fpga可以成为你的朋友。给我们发个订单,然后……”

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