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[导读]通常很难计算一块电路板要求的最大电流。但 FPGA 电源设计相当有技巧。FPGA 所需电流很大程度上取决于逻辑设计和时钟频率。同样一个器件在一个设计中可能只需 0.5W,而在另一个设计中可能高达 5W。

通常很难计算一块电路板要求的最大电流。但 FPGA 电源设计相当有技巧。FPGA 所需电流很大程度上取决于逻辑设计和时钟频率。同样一个器件在一个设计中可能只需 0.5W,而在另一个设计中可能高达 5W。

如果你在采用 FPGA 的电路板设计方面的经验很有限或根本没有,那么在新的项目中使用 FPGA 的前景就十分堪忧——特别是如果 FPGA 是一个有 1000 个引脚的大块头。继续阅读本文将有助于你的 FPGA 选型和设计过程,并且有助于你规避许多难题。

选取一家供应商

你面临的第一个问题当然是供应商和器件的选择。通常供应商决策倾向于你以前接触最多的那家——如果你是一位 FPGA 初学者当然另当别论了。或许这个决策早已由设计内部逻辑的工程师(也许就是你)依据熟悉的供应商或第三方 IP 及其成本完成了。

供应商的软件工具也会影响到上述决策。下载并使用这些软件工具,不需要硬件就能将设计带入仿真阶段。这也是判断需要多大规模的 FPGA 的一种方式,前提是你的内部逻辑设计基本做完了。

要想知道 FPGA 的水有多深,需要多逛逛各家供应商的网站。如果你想从这些网站提供的海量(而且并不总是想象中那么清晰的)信息中有所收获,必须确保你有一整天空闲的时间。Altera 和赛灵思公司是在市场份额和前沿技术方面都遥遥领先的两家公司。它们的器件使用内部配置 RAM,因此要求使用存放配置数据的外部 ROM 来“启动”器件(两家公司也都有些小的非易失性 CPLD 类产品)。值得考虑的其它供应商还有 Microsemi/Actel、莱迪思和赛普拉斯。它们的器件功能包括非常低的静态功耗、用于“即时开机”启动的基于 ROM 的配置和模拟外设。

好了,至此供应商问题解决了。接下来是选取 FPGA 的系列和规模。供应商都会将它们的产品细分成多个系列,通常以低端、中端和高端性能(和规模)这样的模糊概念加以区分。片上 RAM 需要多大?要多少 DSP/ 乘法模块,或千兆位收发器?你可能需要通读一遍数据手册,找出诸如最大时钟频率和 I/O 时延等参数来帮助你选择正确的系列。需要重申的是,拥有 HDL 代码是有很大帮助的,因为设计软件可以让你知道适合哪种器件,它们是否能够满足你的性能要求。

你的应用还可以从不改变 PCB 就能更新器件中受益。一些 FPGA 系列包含众多引脚兼容的器件,可以在需要时让你切换到更大(或更便宜和更小)的器件。只是要确保针对最少数量的引脚输出进行设计。

不要忘了考虑其它一些细节,比如如何为不同的供电电压和 I/O 标准划分 I/O 组、PLL 要求以及 DDR 接口要求。

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