FPGA+MCU融合成大势 生态是关键

jasmine2014

  MCU与FPGA两者的优势互补开始成为FPGA器件厂商研发的重点方向，控制要求的日渐复杂以及系统处理并行化趋势明显，也推动着MCU+FPGA架构的普及。

　　现阶段，工业自动化、智能电网、安防监控、以及车载应用等市场领域对FPGA器件的要求越来越高，在这些应用中，新的市场环境产生了新的设计开发过程，亦增加了电子设备的复杂度，继而会导致显著增加硬件成本，延长了产品面市时间。故此，设计的灵活性、器件可靠性和性价比成为各FPGA厂商的竞逐的焦点。

　　而且现在的控制系统都需要高性能和高效率，对控制精度和响应时间提出了更高的要求。MCU通常侧重于I/O接口的数量和可编程存储器的大小，比较适用于有大量的I/O操作的场合，所以广泛应用在低成本，低功耗和对精度要求不高的系统中。但由于本身处理能力有限，应用的场合受到了比较大的限制。FPGA芯片则以其固有的可编程性和并行处理的特点十分适合于中高端的控制系统应用。由于它以纯硬件的方式进行并行处理，而且不占用CPU的资源，所以可以使系统达到很高的性能。而两者的优势互补亦开始成为FPGA器件厂商研发的重点方向，控制要求的日渐复杂以及系统处理并行化趋势明显，也推动着MCU+FPGA架构的普及。

　　随着可编程芯片系统SOPC（System On a Programmable Chip）的出现，相当多的FPGA里面都集成了DSP或者CPU，目前国际巨头的FPGA都可以完成这样的工作，它们不但可以集成自己的软核，而且可以集成目前流行的PowerPC、ARM等硬核。这样，FPGA就可以完全实现DSP和MCU的功能。而且FPGA在内置的嵌入式处理器中还可以添加一些自定义指令，从而可以快速完成一些特定算法，并且可以根据需要定义芯片管脚。对于应用者而言，两者的结合不单可以节省成本，而且可以简化设计流程，加快产品面世速度。

　　在这一市场背景下，Altera SoC 在FPGA架构中集成了基于ARM的硬核处理器系统（HPS），以其优异性能受到市场的广泛关注，业界亦给予了一致好评。Altera 公司亚太区产品市场经理谢晓东表示，今后Altera 的FPGA产品将有一半会集成MCU，这将是Altera 重点发力领域，现在的 SoC 系列市场反馈很不错，增长趋势明显。Altera SoC 能够有效增强系统性能、增加设计的灵活性、提升器件可靠性、降低成本。

　　

　　Altera 公司亚太区产品市场经理谢晓东

　　Altera 公司亚太区产品市场经理谢晓东强调，对于FPGA而言系统架构非常重要。Altera SoC使用宽带干线互联，在FPGA架构中集成了基于ARM的硬核处理器系统（HPS），包括处理器、外设和存储器接口。它同时实现了硬核知识产权（IP）的性能和低功耗特性，以及可编程逻辑的灵活性。可以有效降低系统功耗和成本，减小电路板面积，同时满足性能要求。而且采用内置纠错码（ECC）和存储器保护功能，保护用户的系统不受硬件或者软件错误的影响，从而提高了系统可靠性。

　　值得一提的是Altera SoC使用宽带干线互联，在HPS和FPGA架构之间的大吞吐量数据通路实现了双芯片解决方案无法提供的互联性能。HPS和FPGA架构的紧密集成提供了100-Gbps的峰值带宽，在处理器和FPGA之间实现了数据的一致性。处理器和FPGA之间没有了外部I/O通路，大幅度降低了系统功耗。。。。。

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