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如何选择和设计国产fpga芯片,将会面临哪些挑战
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如何选择和设计国产fpga芯片,将会面临哪些挑战

2020-07-20 10:06:21 来源:电子发烧友网

【大比特导读】如果您对使用国产fpga芯片的电路板设计经验有限或没有经验,那么您面临的第一个问题当然是供应商和设备的选择,并且下一步是选择国产fpga芯片的系列和大小,另外,开发工具(或独立程序或电子表格)应该能够为给定的设计提供功率估计。

如果您对使用国产fpga芯片的电路板设计经验有限或没有经验,那么在新项目中使用国产fpga芯片的前景令人担忧 - 特别是如果国产fpga芯片是一个具有1000个引脚的大型模块。继续阅读本文将帮助您选择和设计国产fpga芯片,并帮助您避免许多挑战。

选择供应商

您面临的第一个问题当然是供应商和设备的选择。通常,供应商的决策往往是您以前最容易接触的决策 - 如果您是国产fpga芯片初学者,当然。也许这个决定已经由设计内部逻辑(可能是您)的工程师根据熟悉的供应商或第三方IP及其成本做出。

供应商的软件工具也会影响上述决策。下载并使用这些软件工具,无需硬件即可将设计带入仿真阶段。如果内部逻辑设计基本完成,这也是确定需要多大国产fpga芯片的一种方法。

下一步是选择国产fpga芯片的系列和大小。供应商将其产品分解为多个系列,通常以低端,中端和高端性能(和规模)等模糊概念为特征。片上RAM有多大?有多少DSP /乘法模块或千兆位收发器?您可能需要通读数据表以查找最大时钟频率和I / O延迟等参数,以帮助您选择正确的系列。重要的是要重申HDL代码是一个很好的帮助,因为设计软件可以让您知道哪个设备是正确的,以及它是否符合您的性能要求。

图片来源高云半导体

图片来源高云半导体

通常很难计算电路板所需的最大电流。但国产fpga芯片电源设计相当棘手。 国产fpga芯片所需的电流高度依赖于逻辑设计和时钟频率。同一器件在一种设计中可能只需要0.5W,而在另一种设计中则需要高达5W。

开发工具(或独立程序或电子表格)应该能够为给定的设计提供功率估计,但是他们需要从您那里获得大量额外信息,其中一些可能是合理的推测。如果您有国产fpga芯片开发板,则应该有办法在每种情况下测量电源电流。一些开发板甚至嵌入了电流计显示器!只需确保添加足够的净空以适应设计变更和特殊工艺/温度要求。

以下是“困难”的出现方式:

●进行热分析并根据需要添加散热片。

●国产fpga芯片是否需要按顺序上电? (您的设计容易使用5或6个电源)

●可能需要至少一个“安静”电源,通常用于片上PLL。您可以将LDO与一些无源滤波器组件一起使用。千兆位收发器电源也可以从低噪声中受益。

●确保您了解国产fpga芯片在上电和初始化期间所做的工作。许多设备此时需要吸取大量电流。

接地反弹或并发开关噪声(SSN)是另一个考虑因素。由于国产fpga芯片的使用方式太多,因此供应商通常会针对最佳方案设计配电方案。如果您的设计想要充分利用I / O功能,例如使用大量快速同步开关输出,则可能需要“减少”可以使用的实际引脚数。最小化驱动器和转换速率设置通常是个好主意。设计软件也可以帮助进行SSN分析。我认为减少SSN的一个技巧是将未使用的引脚连接到地,然后将它们设置为设计文件中的输出,驱动为“0”。这些引脚将用作伪接地引脚,但质量不是很好。

 

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