本文以ｖｉｒｔｅｘ－ｉｉ系列ｐｌａｔｆｏｒｍ�。妫穑纾釣槔�，說明采用ｆｐｇａ方案進(jìn)行數(shù)字顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)所具有的靈活、快速和低成本等特性。

　　系統(tǒng)級(jí)芯片（ｓｏｃ）解決方案被譽(yù)為半導(dǎo)體業(yè)最重要的發(fā)展之一，目前，從數(shù)字手機(jī)和數(shù)字電視等消費(fèi)類電子產(chǎn)品到高端通信ｌａｎ／ｗａｎ設(shè)備中，這一器件隨處可見。過去，為了創(chuàng)建此類嵌入式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)工程師不得不在處理器、邏輯單元和存儲(chǔ)器等三種硬件中進(jìn)行選擇，而現(xiàn)在這些器件已合并為單一的ｓｏｃ解決方案。

　�。螅铮忝媾R的挑戰(zhàn)

　　嵌入式系統(tǒng)ｓｏｃ可采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（ｆｐｇａ）或?qū)Ｓ眉呻娐罚ǎ幔螅椋悖⿲?shí)現(xiàn)。開發(fā)新型ｓｏｃ器件需要解決的幾個(gè)關(guān)鍵問題包括：新的設(shè)計(jì)工具、先進(jìn)的工藝技術(shù)及半導(dǎo)體ｉｐ。盡管在技術(shù)上十分先進(jìn)，基于ａｓｉｃ的ｓｏｃ產(chǎn)業(yè)仍然面臨著挑戰(zhàn)，甚至?xí)虼穗y以完全發(fā)揮潛力，以下列舉其面臨的一些問題和挑戰(zhàn)：

　�。保∠到y(tǒng)復(fù)雜性不斷增加，因此更容易引起設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和產(chǎn)品延遲，而重新投片則會(huì)導(dǎo)致成本上升。

　�。玻∩鲜袝r(shí)間壓力更大。縮短上市時(shí)間面臨著許多內(nèi)部及外部壓力要求，因?yàn)楝F(xiàn)在的設(shè)計(jì)方法仍然按照傳統(tǒng)ａｓｉｃ時(shí)間進(jìn)度實(shí)施。

　�。常‘a(chǎn)品生命周期更短，對(duì)生命周期為半年到一年的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)復(fù)用的要求更強(qiáng)了。

　�。矗《喾N業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)并存。各種新的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)不斷產(chǎn)生和更新，因此產(chǎn)品難以與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的變化保持同步。

　　５．　可用于不同產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈活性較差。

　　６．　可重配置及現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)性能缺乏。

　　現(xiàn)在，基于ｆｐｇａ的ｓｏｃ可以解決以前基于ａｓｉｃ的ｓｏｃ無法完成的任務(wù)和挑戰(zhàn)，如現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)、減少產(chǎn)品上市時(shí)間、滿足不斷出現(xiàn)和更新的標(biāo)準(zhǔn)要求�；冢妫穑纾岬模螅铮阍O(shè)計(jì)可用于多種場(chǎng)合，其中從ａｓｉｃ向ｆｐｇａ轉(zhuǎn)型中受益最多的應(yīng)用包括：

　�。保⊥ㄐ偶熬W(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)及無線基礎(chǔ)設(shè)施。

　　２．　數(shù)據(jù)處理：服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備。

　�。常∠M(fèi)類電子產(chǎn)品：數(shù)字機(jī)頂盒、數(shù)字電視和個(gè)人攝像機(jī)。

　�。幔螅椋阍谄骷杀�、尺寸和性能上頗具優(yōu)勢(shì)；而ｆｐｇａ則在上市時(shí)間、建模時(shí)間及升級(jí)能力上稍勝一籌，這些是權(quán)衡設(shè)計(jì)中ｆｐｇａ和ａｓｉｃ取舍的基本依據(jù)。與ａｓｉｃ相比，ｆｐｇａ最大的不同在于它采用了大量的晶體管和內(nèi)部互聯(lián)來實(shí)現(xiàn)編程。由于ａｓｉｃ所用的晶體管數(shù)較少，因此就這一方面而言，ａｓｉｃ的器件成本通常比ｆｐｇａ要低。不過，根據(jù)摩爾定律所述，ｆｐｇａ和ａｓｉｃ在密度、性能及器件成本上的差距正逐漸縮小。如圖１所示，芯片內(nèi)連技術(shù)，如采用更多金屬層及銅連線，有助于縮�。妫穑纾岷停幔螅椋阒g的成本、密度及性能差距。此外，在計(jì)算基于ａｓｉｃ或ｆｐｇａ的ｓｏｃ成本時(shí)，除了生產(chǎn)成本外，設(shè)計(jì)開發(fā)所需的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)也是一項(xiàng)重要的考慮因素。

　　ｘｉｌｉｎｘ的可編程邏輯器件的發(fā)展過程。ｆｐｇａ最初僅提供簡(jiǎn)單的邏輯解決方案組合，然后發(fā)展為ｐｌａｔｆｏｒｍｓ　ｆｐｇａ，在功能及總成本上均為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師提供了極大價(jià)值�，F(xiàn)在，從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到高端消費(fèi)類器件，ｆｐｇａ均開始了大批量生產(chǎn)。下面以ｐｌａｔｆｏｒｍ�。妫穑纾岱桨笧槔f明基于ｆｐｇａ的ｓｏｃ方案的特點(diǎn)。

　�。穑欤幔簦妫铮颍怼。妫穑纾峤鉀Q方案

　�。穑欤幔簦妫铮颍怼。妫穑纾崾歉咝阅艿模螅铮憬鉀Q方案，下面對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行概要介紹。

　�。幔。穑欤幔簦妫铮颍怼。妫穑纾崮Ｐ�

　　以因特網(wǎng)、無線、全球化及個(gè)人通信為代表的信息化時(shí)代要求設(shè)備生產(chǎn)商在標(biāo)準(zhǔn)通信系統(tǒng)中增加數(shù)據(jù)率及通道數(shù)，以支持視頻流、音頻流及數(shù)據(jù)流。ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｐｇａ為生產(chǎn)商提供了所需的系統(tǒng)靈活性、上市時(shí)間并可支持高帶寬要求。此外，ｐｌａｔｆｏｒｍ�。妫穑纾崽峁┝擞糜谇度胧教幚砥鞯南到y(tǒng)控制、用于客戶訂制數(shù)據(jù)濾波及并行處理的ｄｓｐ內(nèi)核以及用于系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)通信的吉比特串行及源同步ｉ／ｏ口。

　　ｖｉｒｔｅｘ－ｉｉ系統(tǒng)門密度為４萬到８００萬不等，可提供嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器。由于這種高密度片上存儲(chǔ)器可提供快速高效的ｆｉｆｏ緩沖區(qū)、移位寄存器及ｃａｍ，因此增加了整體系統(tǒng)帶寬。嵌入式ｒａｍ模塊及高速存儲(chǔ)接口為帶寬要求很高的系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的、基于存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)通道。

　�。觯椋颍簦澹椋槠骷捌鋽U(kuò)展器件所提供的ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｐｇａ功能可解決系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)中面臨的信號(hào)完整性、復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)鐘管理及板上ｅｍｉ管理等問題。

　�。猓。穑欤幔簦妫铮颍怼。妫穑纾岬能浻矁�(nèi)核

　　ｐｌａｔｆｏｒｍ�。妫穑纾崾且环N靈活的解決方案，它在單芯片上集成了一系列軟硬ｉｐ內(nèi)核，同時(shí)硬件和固件可隨時(shí)升級(jí)。ｆｐｇａ架構(gòu)的可編程性縮短了系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間，單個(gè)ｐｌａｔｆｏｒｍ�。妫穑纾峋涂蓾M足多種應(yīng)用需要。此外，它還提供了軟硬件協(xié)同