❶ 三大FPGA芯片公司的主要产品系列和特点,求各位大虾帮帮忙
Altera、Xilinx、Actel
Altera作为世界老牌可编程逻辑器件的厂家,是可编程逻辑器件的发明者,开发软件MAX+PLUSII和QuartusII。Altera 的主流FPGA分为两大类,一种侧重低成本应用,容量中等,性能可以满足一般的逻辑设计要求,如Cyclone,CycloneII;还有一种侧重于高性能应用,容量大,性能能满足各类高端应用,如Startix,StratixII等,用户可以根据自己实际应用要求进行选择。在性能可以满足的情况下,优先选择低成本器件。
* Cyclone(飓风):Altera中等规模FPGA,2003年推出,0.13um工艺,1.5v内核供电,与Stratix结构类似,是一种低成本FPGA系列 ,是目前主流产品,其配置芯片也改用全新的产品。
简评:Altera最成功的器件之一,性价比不错,是一种适合中低端应用的通用FPGA,推荐使用。
* CycloneII:Cyclone的下一代产品,2005年开始推出,90nm工艺,1.2v内核供电,属于低成本FPGA,性能和Cyclone相当,提供了硬件乘法器单元
简评:刚刚推出的新一代低成本FPGA,目前市场零售还不容易买到,估计从2005年年底开始,将逐步取代Cyclone器件,成为Altera在中低FPGA市场中的主力产品。
* Stratix :altera大规模高端FPGA,2002年中期推出,0.13um工艺,1.5v内核供电。集成硬件乘加器,芯片内部结构比Altera以前的产品有很大变化。
简评:Startix芯片在2002年的推出,改变了Altera在FPGA市场上的被动局面。该芯片适合高端应用。 随着2005年新一代StratixII器件的推出,将被StratixII逐渐取代。
* StratixII: Stratix的下一代产品,2004年中期推出,90nm工艺,1.2v内核供电,大容量高性能FPGA。
简评:性能超越Stratix,是未来几年中,Altera在高端FPGA市场中的主力产品。
*StrtratixV为altera目前的高端产品,采用28-nm工艺,提供了28G的收发器件,适合高端的FPGA产品开发
Xilinx是FPGA的发明者,拥有世界一半以上的市场,提供90%的高端65nmFPGA产品,开发软件为ISE。Xilinx的主流FPGA分为两大类,一种侧重低成本应用,容量中等,性能可以满足一般的逻辑设计要求,如Spartan系列;还有一种侧重于高性能应用,容量大,性能能满足各类高端应用,如Virtex系列,用户可以根据自己实际应用要求进行选择。 在性能可以满足的情况下,优先选择低成本器件。
* Spartan-3/3L: 新一代FPGA产品,结构与VirtexII类似,全球第一款90nm工艺FPGA,1.2v内核,于2003年开始陆续推出。
简评:成本低廉,总体性能指标不是很优秀,适合低成本应用场合,是Xilinx未来几年在低端FPGA市场上的主要产品,目前市场上中低容量型号很容易购买到,大容量相对少一些。
* Spartan-3E:基于Spartan-3/3L,对性能和成本进一步优化
* Spartan-6:xilinx最新推出的低成本FPGA
简评:成本低廉,总体性能指标不是很优秀,适合低成本应用场合,是Xilinx未来几年在低端FPGA市场上的主要产品,目前刚刚推出,很多型号还没有大批量生产。
* Virtex-II:2002年推出,0.15um工艺,1.5v内核,大规模高端FPGA产品
* Virtex-II pro: 基于VirtexII的结构,内部集成CPU和高速接口的FPGA产品
* Virtex-4: xilinx最新一代高端FPGA产品,包含三个子系列:LX,SX,FX
简评:各项指标比上一代VirtexII均有很大提高,获得2005年EDN杂志最佳产品称号,从2005年年底开始批量生产,将逐步取代VirtexII,VirtexII-Pro,是未来几年Xilinx在高端FPGA市场中的最重要的产品,
* Virtex-5:65nm工艺的产品
* Virtex-6:最新的高性能FPGA产品,45nm
* Virtex-7:2011年推出的超高端FPGA产品。
Actel主要提供非易失性FPGA,产品主要基于反熔丝工艺和FLASH工艺,其产品主要用于军用和宇航。Actel是美国军方的合作伙伴,占据了美国90%以上航天航空的FPGA市场,在过去的十多年中,Actel反熔丝的FPGA已经成功地应用于 300多个太空计划,这些应用足以证明Actel的FPGA在可靠性方面是毋庸置疑的。
反熔丝器件以军用市场为主,未对民用市场开放,所以一直以来大家对Actel的印象都是若隐若现,直到2002年,其创新的基于Flash架构的FPGA的出现,从此揭开了Actel神秘的面纱,从此Actel逐渐走向了民用市场,被大家所认知。第一款Flash架构的FPGA是ProASIC,其等同于CPLD的单芯片特点以及超越于CPLD的低功耗和大容量特点赢得了开发工程师的好评,越来越多的人使用Flash架构的FPGA去替换原有的CPLD和SRAM的FPGA。
随着社会需求的不断改变,Actel也在不断地改进FPGA的技术,不断完善和丰富FPGA的功能和内部资源,在2005年Actel推出了第三代Flash架构的FPGA——ProASIC3/E,ProASIC3/E的成功推出预言着新的一场FPGA之间的“战斗”即将拉开,ProASIC3/E系列是因应市场对全功能、低成本FPGA的强劲需求而设计的,主要面向消费、汽车及其它成本敏感的应用领域。以下是Actel的产品:
Fusion:业界首个带有模拟功能的FPGA,集成了12位AD、Flash Memory、RTC等部件,使SoC成为了现实;
IGLOO:超低功耗的FPGA,具有独特的Flash *Freeze的睡眠模式,在该模式下最低功耗可达5µW,并能保存RAM和寄存器的状态;
IGLOO+:在IGLOO的基础上对I/O进行了优化,提供超多的I/O口、支持斯密特触发器输入、热插拔等特点;
ProASIC3L:不仅具有ProASIC3的高性能,而且具有低功耗的特性;
Nano:业界最低功耗的FPGA,最低静态功耗可达2µW,具有3mm*3mm的超小封装,0.46美金的超低起定价。
这些系列都属于Actel第三代技术的Flash架构的FPGA,其不同的特点完全能够满足各种不同市场的需求,而且给用户带来了众多的选择和为提升用户产品的竞争力带来了意想不到的效果,进而Actel主推第三代的Flash器件自然而然地成为了令人属目的新星,下面让我们一起来共同了解Actel第三代Flash架构的FPGA激动人心的特点。
❷ 请高人解释一下集成电路设计中 可编程逻辑器件设计(PLD)和现场可编程逻辑阵列设计(FPGA)和两者的区别
CPLD(Complex Programmable Logic Device)是Complex PLD的简称,一种较PLD为复杂的逻辑元件。
CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。
发展历史及应用领域:
20世纪70年代,最早的可编程逻辑器件--PLD诞生了。其输出结构是可编程的逻辑宏单元,因为它的硬件结构
设计可由软件完成(相当于房子盖好后人工设计局部室内结构),因而它的设计比纯硬件的数字电路具有很强的灵活性,但其过于简单的结构也使它们只能实现规模较小的电路。为弥补PLD只能设计小规模电路这一缺陷,20世纪80年代中期,推出了复杂可编程逻辑器件--CPLD。目前应用已深入网络、仪器仪表、汽车电子、数控机床、航天测控设备等方面。
器件特点:
它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点,可实现较大规模的电路设计,因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。CPLD器件已成为电子产品不可缺少的组成部分,它的设计和应用成为电子工程师必备的一种技能。
如何使用:
CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。
这里以抢答器为例讲一下它的设计(装修)过程,即芯片的设计流程。CPLD的工作大部分是在电脑上完成的。打开集成开发软件(Altera公司 Max+pluxII)→画原理图、写硬件描述语言(VHDL,Verilog)→编译→给出逻辑电路的输入激励信号,进行仿真,查看逻辑输出结果是否正确→进行管脚输入、输出锁定(7128的64个输入、输出管脚可根据需要设定)→生成代码→通过下载电缆将代码传送并存储在CPLD芯片中。7128这块芯片各管脚已引出,将数码管、抢答开关、指示灯、蜂鸣器通过导线分别接到芯片板上,通电测试,当抢答开关按下,对应位的指示灯应当亮,答对以后,裁判给加分后,看此时数码显示加分结果是否正确,如发现有问题,可重新修改原理图或硬件描述语言,完善设计。设计好后,如批量生产,可直接复制其他CPLD芯片,即写入代码即可。如果要对芯片进行其它设计,比如进行交通灯设计,要重新画原理图、或写硬件描述语言,重复以上工作过程,完成设计。这种修改设计相当于将房屋进行了重新装修,这种装修对CPLD来说可进行上万次。
FPGA是Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA诞生于1985年,当时第一个FPGA采用2μm工艺,包含64个逻辑模块和85000个晶体管,门数量不超过1000个,由名为Ross Freema所发明,当时他所创造的FPGA被认为是一个不切实际发明,他的同事Bill Carter曾说:“这种理念需要很多晶体管,并且那时晶体管是非常珍贵的东西。”,所以人们认为Ross的想法过于脱离现实。但是Ross预计:根据摩尔定律(每18个月晶体管密度翻一翻),晶体管肯定会越来越便宜,因此它就越来越常见。在短短的几年内,正如Ross所预言的,出现了数十亿美元的现场可编程门阵列(FPGA)市场。但是可惜的是,他无法享受这一派欣欣向荣的景象,在1989年Ross Freeman就与世长辞了,但是它的发明却持续不断地促进电子行业的进步与发展。
我们都知道构成数字逻辑系统最基本的单元是与门、或门、非门等,而他们都是用三极管、二极管和电阻等元件构成,然后与门、或门、非门又构成了各种触发器,实现状态记忆,FPGA属于数字逻辑电路的一种,同样由这些最基本的元件构成。一个FPGA可以将上亿个门电路组合在一起,集成在一个芯片内,打破以往需要用庞大分立门电路元器件搭建的历史,不仅电路面积、成本大大减小,而且可靠性得到了大幅度的提升。
一般的FPGA内部是由最小的物理逻辑单位LE、布线网络、输入输出模块以及片内外设组成,所谓的最小物理逻辑单元是指用户无法修改的、固定的最小的单元,我们只能将这些单元通过互联线将其连接起来,然后实现用户特定的功能。一个LE由触发器、LUT以及控制逻辑组成,可以实现组合逻辑和时序逻辑;随着FPGA集成度的不断增加,其内部的片内外设也越来越多,内部可集成SRAM、Flash、AD、RTC等外设,真正实现单芯片解决整个系统功能的目的。所以我们所理解的FPGA最底层是一些实实在在的门电路构成,然后由门电路构成最小的物理逻辑单元,然后通过布线层将这些最小物理逻辑单元连接成用户需要的特定功能,我们所需要控制的是布线层之间的互连开关,这也是我们编程的对象,通过这些开关来改变功能。
当今的FGPA按工艺分主要有SRAM工艺和Flash工艺(工艺是针对它们的编程开关来说的)两类,SRAM工艺的FPGA最大的特点是掉电数据会丢失,无法保存,所以它们的系统除了一个FPGA以外,外部还需要增加一个配置芯片用于保存编程数据,每次上电的时候都需要从这个配置芯片将配置数据流加载到FPGA,然后才能正常的运行;但是Flash架构的FPGA掉电不会丢失数据,无需配置芯片,上电即可运行,它的特点非常类似ASIC,但是又比ASIC更加的灵活,可以重复编程。在一些小规模的公司或者产品量不是很大的时候往往更倾向于用FPGA来取代ASIC,不仅能够降低风险,而且能够降低成本。
1.2 为什么要学习FPGA?
FPGA从诞生以来,经历了从配角到主角的过程,从初期开发应用到限量生产应用再到大批量生产应用的发展历程。从技术上来说,最初只是逻辑器件,现在强调平台概念,加入数字信号处理、嵌入式处理、高速串行和其他高端技术,从而被应用到更多的领域,正因为其飞速的发展,让更多学FPGA的人看到了希望,其广阔的前景正是我们选择的原因之一。
1. 广阔的发展前景
据市场调研公司Gartner Dataquest预测,2010年FPGA和其它可编程逻辑器件(PLD)市场将从2005年的32亿美元增长到67亿美元,未来还将有不断往上增长的趋势。FPGA及PLD产业发展的最大机遇是替代ASIC和专用标准产品(ASSP),由ASIC和ASSP构成的数字逻辑市场规模大约为350亿美元。由于用户可以迅速对PLD进行编程,按照需求实现特殊功能,与ASIC和ASSP相比,PLD在灵活性、开发成本以及产品及时面市方面更具优势,所以未来FPGA将会是一个非常有前景的行业。
FPGA由于其结构的特殊性,可以重复编程,开发周期较短,越来越受人们的青睐,它的特点也更接近ASIC,ASIC比FPGA最大的优势是低成本,但是FPGA的价格现在也是越来越低,例如:Actel的Nano系列更是打破了FPGA的价格屏障,提供超过50种低于1美金的FPGA,在一定程度上已经可以与ASIC相抗衡。
根据当前发展的趋势,未来的FPGA势必将会取代一部分ASIC的市场,虽然根据摩尔定律(Moore’s Law):每18至24个月能在相同的单位面积内多挤入一倍的晶体管数,这意味着电路成本每18至24个月就可以减半,但这只是指裸晶(Die)的成本,并不表示整个芯片的成本减半,这是由于晶圆制造更前端的掩膜(Mask)成本、晶圆制造更后端的封装(也称为:构装、包装)成本、人力成本等都不会随摩尔定律而变化,反而芯片的成本有上升的趋势,所以过去许多中、小用量的芯片无法用先进的工艺来生产,对此不是持续使用旧工艺来生产,就是必须改用FPGA芯片来生产……
因此,未来的趋势告诉我们,FPGA将成为21世纪最重要的高科技产业之一,特别是国内的FPGA市场,更是一个“未开垦的处女地”,抓住现在的机遇意味着为我们将来的产品提供更多的竞争力。
2. 提供更多就业机会
虽然FPGA市场的广阔,但是FPGA的技术人员是极度地缺乏,其原因是还未得到高校的重视,很多学校都未开FPGA的课程,导致学生毕业后连什么是FPGA,什么是Verilog都不知道,失去了很多就业的机会。我们公司(广州单片机发展有限公司)这三年来跑遍了全国22个城市,每次宣讲会场里场外都站满了人,每个学生都渴望寻找一份好工作的心情由此可见一斑,但通过考试发现懂FPGA和Verilog的学生却寥寥无几,尽管我们每年都对招聘FPGA人才寄予了很大的希望,但每次都失望而归,深深地体会到招聘FPGA开发工程师困难重重。
由此可见在应届毕业生中熟练掌握FPGA的学生属于稀缺资源,然而企业为培养FPGA开发工程师无不付出沉重的代价,所以对于在校电类专业的学生来说,这就是打造个人差异化竞争力的机会,事实上只要掌握FPGA就能够找到一份薪水更好的工作。我们公司每次在考核员工时往往都会特别关注这些“特殊员工”的情况,一般来说这些员工的工作都会比其它岗位高500元,这就是学习FPGA的优势,但是很多人不曾完全意识到掌握FPGA技术的重要性。
当前受金融危机的影响,对学生的就业更是巨大的考验,据教育部的统计,2008年,全国普通高校毕业生达559万人,比2007年增加64万人,2009年高校毕业生规模达到611万人,比2008年增加52万人,如此多的大学生面临着就业的问题,如果不具备一定的技能,将会淹没在大学生的潮流之中而找不到理想的工作,而学习FPGA可以帮助学生多一技之长,大大提高就业的机会。
3.具有更大的技术扩展空间
我们都知道,以前IC半导体产业一直是国内比较薄弱的产业,与国外的发展步伐相比还差甚远,我们所用的IC大部分都来自欧美地区,国内拥有自主产品的IC技术不多,多半需要引进国外先进的IC设计技术,但是自2000年以来,中国大陆的IC设计企业如雨后春笋般迅速涌现,企业数量5年增加了4倍多,2005年已经达到500多家,销售收入过亿元人民币的设计企业达到17家,其中两家超过5亿元。概括地讲,中国的IC设计公司可以分为四类,第一类是国有IC设计公司,一般是承担政府研发任务的研究所转制后设立;第二类是由系统厂商的设计部门独立出来的IC设计公司;第三类是民营IC设计公司,以海归型为主;最后一类是外资IC设计公司。
所以IC设计也是未来发展的一个重点方向,将会是国家大力扶持的产业之一,而IC的设计人员所必须掌握的是FPGA的技术,在芯片流片之前都是通过FPGA来进行前期的设计验证,用的语言也是FPGA的设计语言,只是在后端的设计中才用到IC设计的特定技术,所以IC设计人员必定是懂得FPGA设计的人,掌握FPGA的技术是通往IC设计殿堂的必经之路,学习FPGA有助于给我们更大的技术扩展空间。
1.3 怎样学FPGA?
既然FPGA对我们如此的重要,那对于初学者的我们又应该如何去学呢?学习一样知识应该有好的老师教导,我们才能更快的掌握,可惜的是大部分的学校未开相关的课程,也缺少相关专业的老师,我们如何能够找到一个捷径或方法帮助我们学会这么极具竞争力的技术,让我们通向成功的殿堂呢?笔者觉得应该需要有步骤,有目的、循序渐进地掌握相关的技术,我们公司从原来的1人的FPGA团队,发展到如今30人左右的FPGA团队,有着一些成长的经历和经验,也希望在此能与大家一起分享。
1. 掌握FPGA编程语言
在学习一门技术之前我们往往从它的编程语言开始,就如学习单片机一样,我们从C语言开始,掌握了C语言,开发单片机就不是什么难事了。学习FPGA也是如此,FPGA的编程语言有两种:VHDL和Verilog,这两种都适合用于FPGA的编程,VHDL比Veirlog早出现,由美国的军方组织开发,在1987年成为了IEEE的标准;Verilog则是由民间一家普通的公司私有财产转化而来,基于其优越性,在1995成为了IEEE标准。VHDL在欧地区应用的较为广泛,而Verilog在中国、美国、日本、台湾等地应用较为广泛,笔者比较推崇的是Verilog,因为它非常易于学习,很类似于C语言,如果具有C语言基础的人,只需要花很少的时间便能掌握Verilog,而VHDL较为抽象,学习需要一段较长的时间。
如果是学生,学习Verilog最好的时期是在大学二年级,与数字电路同步学习,不仅能够理解数字电路实现的方式,更能通过FPGA将数字电路得以实现,笔者发现华中科技大学康华光教授主编的《电子技术基础(数字部分)》非常好,可以说是一本与时俱进的教材,在其中介绍了Verilog语言,并且在每一章的最后一节都介绍了如何使用Verilog建模实现相关数字电路的内容,非常适合大二学习FPGA的学生,本书同样以《电子技术基础(数字部分)》为背景,并与该书进行配套同步,在它的基础上进行了升华和改进,源于它而又高于它,所以也可以同步学习。大三、大四的学生还可以进一步将Verilog进行强化,学习北京航天航空大学的夏宇闻教授编写的《Verilog数字系统设计教程(第二版)》可以比较全面地、详细地掌握Verilog的基本语法,对大二学习的内容进一步的巩固和强化。
如果是其他初学者,可以直接借助《Verilog数字系统设计教程(第二版)》和本书即能对Verilog的语法进行全面的掌握。这是学习FPGA的第一步,也是必不可少的一步。
2. 一个易学易用的硬件平台是成功的一半
除了学习编程语言以外,更重要的是实践,将自己设计的程序能够在真正的FPGA里运行起来,这时我们需要一个硬件平台的支持,然后以前的FPGA硬件平台的价格让很多的初学者望而却步,上千元的价格并不是一般的初学者(特别是学生)能够承受的,而且不易学习。针对这样的现状,也是为了回馈社会,帮助更多想学FPGA又没有经济能力的爱好者,广州周立功单片机发展有限公司开发了一套低成本的FPGA开发套件,售价仅99元,即使是学生也是完全能够承受得起,这款开发套件可以说是根本不赚钱,我们不仅要提供硬件电路,我们还得配套提供一系列教程资料。
过去的一年来,我们一共投入了4位开发工程师围绕EasyFPGA030开展工作,翻译全部开发工具软件技术资料,先自己吃透然后再根据自己的理解、实践和多次讨论,将技术资料通俗化,并且录制了第一个“Actel FPGA快速入门视频教程”供初学者免费下载,便于初学者快速入门,当第一版做出来销售1000套之后,才发现初学者的焊接经验不足,于是又开始设计第二版,这就是目前大家在网站上见到的一体化EasyFPGA030开发学习板。为了能够带给大家最准备、最权威的知识,我们还请了国内第一个EDA创始人之一的夏宇闻教授给我们进行Veirlog的培训,培训完后我们制作一系列Veirlog视频教程和PPT供初学者学习,同样免费提供给大家。同时,我们和夏老师一起共同合作编写了本书,目的是希望能够以最快的速度帮助初学者入门,另外我们还有一个30人的团队全面的提供FPGA的技术支持和售后服务,解决用户的后顾之忧。
所以通过EasyFPGA030的平台学习,不仅节约了前期学习的成本,而且该套件详实的资料使得非常的易用易学,对于初学者来说是一个不可多得的FPGA开发平台。
3. 技术进行巩固和升华
对于初学者来说,有了一定基础后,应该将其继续的巩固和升华,笔者认为竞赛是学生进行验证所学知识很好的舞台,不仅能够锻炼学生的动手能力,而且能够发挥学生的创造力和想象力。
广州周立功公司已经成功举办了两届“Actel杯全国大学生FPGA电子竞赛”,参加的队伍分别是100队和300队,每支队伍都将免费获得价值1480元的一套FPGA开发套件作为竞赛的平台,竞赛完后该套件无需退回,而且设置了最高5000元的奖金,这种举措对公司来说只有投入,很难看到产出,但是我们还坚持做了,主要是想给学生提供施展才华的舞台,让更多的人了解FPGA,学会FPGA,2009年我们又将启动了第三届竞赛,将队伍扩大到1000支,给更多的人提供机会,我们的目标就是要将创新教育实践活动进行到底,培养出一批又一批适合企业发展的人才。
1.4 小结
综上所述,我们只有了解了什么是FPGA,为什么要学习FPGA,怎么学习FPGA后,我们才能非常有目的、有计划的去掌握这门技术,我相信通过我们的共同努力,一定能够培养出一批又一批优秀的FPGA人员。
❸ 关于FPGA的有关介绍
FPGA 是英文Field Programmable Gate Array 的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC) 领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。它是当今数字系统设计的主要硬件平台,其主要特点就是完全由用户通过软件进行配置和编程,从而完成某种特定的功能,且可以反复擦写。在修改和升级时,不需额外地改变PCB 电路板,只是在计算机上修改和更新程序,使硬件设计工作成为软件开发工作,缩短了系统设计的周期,提高了实现的灵活性并降低了成本,因此获得了广大硬件工程师的青睐。
1984 年,在硅谷工作的Bernie Vonderschmitt、Ross Freeman 和 Jim Barnett 共同构建了一个设想,他们梦想创立一家不同于一般的公司。他们希望创建一家在整个新领域内开发和推出先进技术的公司。并且,他们还希望以这种方式领导它:在这里工作的人们热爱他们的工作、享受工作的乐趣,并对他们所从事的工作着迷。
创造性地推出了“无晶圆半导体”公司的概念。2009 年2 月18 日,Ross Freeman 因他的这项发明——现场可编程门阵列 (FPGA) 而荣登2009 美国发明家名人堂。Freeman 先生的发明是一块全部由“开放式门”组成的计算机芯片,其专利号为 4,870,302。采用这种芯片,工程师可以根据需要进行编程,添加新的功能,满足不断发展的标准或规范要求,并可在设计的最后阶段进行修改。
对PROM、EPROM、E2PROM 熟悉的人都知道这些可编程器件的可编程原理是通过加高压或紫外线导致三极管或MOS 管内部的载流子密度发生变化,实现所谓的可编程,但是这些器件或只能实现单次可编程或编程状态难以稳定。FPGA 则不同,它采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array) 这样一个新概念,内部包括可
配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block) 和内部连线(Interconnect)三个部分。
FPGA 的可编程实际上是改变了CLB 和IOB 的触发器状态,这样,可以实现多次重复的编程由于FPGA 需要被反复烧写,它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC 那样通过固定的与非门来完成,而只能采用一种易于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求,目前主流FPGA 都采用了基于SRAM 工艺的查找表结构,也有一些军品和宇航级FPGA 采用Flash 或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA 的重复配置。
根据数字电路的基本知识可以知道,对于一个n 输入的逻辑运算,不管是与或非运算还是异或运算等等,最多只可能存在2n 种结果。所以如果事先将相应的结果存放于一个存贮单元,就相当于实现了与非门电路的功能。FPGA 的原理也是如此,它通过烧写文件去配置查找表的内容,从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。
查找表(Look-Up-Table) 简称为LUT,LUT 本质上就是一个RAM。目前FPGA 中多使用4 输入的LUT,所以每一个LUT 可以看成一个有4 位地址线的 的RAM。 当用户通过原理图或HDL 语言描述了一个逻辑电路以后,PLD/FPGA 开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果,并把真值表( 即结果) 事先写入RAM,这样,
每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表,找出地址对应的内容,然后输出即可。
从表中可以看到,LUT 具有和逻辑电路相同的功能。实际上,LUT 具有更快的执行速度和更大的规模。由于基于LUT 的FPGA 具有很高的集成度,其器件密度从数万门到数千万门不等,可以完成极其复杂的时序与逻辑组合逻辑电路功能,所以适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。其组成部分主要有可编
程输入/ 输出单元、基本可编程逻辑单元、内嵌SRAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元、内嵌专用单元等,主要设计和生产厂家有赛灵思、Altera、Lattice、Actel、Atmel 和QuickLogic 等公司,其中最大的是美国赛灵
思公司,占有可编程市场50% 以上的市场份额,比其他所有竞争对手市场份额的总和还多。
FPGA 是由存放在片内RAM 中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM 进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。加电时,FPGA 芯片将EPROM 中数据读入片内编程RAM 中,配置完成后,FPGA 进入工作状态。掉电后,FPGA 恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA 能够反复使用。FPGA 的编程无须专用的FPGA 编程器,只须用通用的EPROM、PROM 编程器即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。
因此,FPGA 的使用非常灵活。如前所述,FPGA 是由存放在片内的RAM 来设置其工作状态的,因此工作时需要对片内RAM 进行编程。用户可根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。Xilinx FPGA 的常用配置模式有5 类:主串模式、从串模式、elect MAP 模式、Desktop 配置和直接SPI 配置。
目前,FPGA 市场占有率最高的两大公司赛灵思公司和Altera 生产的FPGA 都是基于SRAM 工艺的,需要在使用时外接一个片外存储器以保存程序。上电时,FPGA 将外部存储器中的数据读入片内RAM,完成配置后,进入工作状态;掉电后FPGA 恢复为白片,内部逻辑消失。这样FPGA 不仅能反复使用,还无需专门的FPGA编程器,只需通用的EPROM、PROM 编程器即可。Actel、QuickLogic 等公司还提供反熔丝技术的FPGA,具有抗辐射、耐高低温、低功耗和速度快等优点,在军品和航空航天领域中应用较多,但这种FPGA 不能重复擦写,开发初期比较麻烦,费用也比较昂贵。Lattice 是ISP 技术的发明者,在小规模PLD 应用上有一定的特色。早期的赛灵思公司产品一般不涉及军品和宇航级市场,但目前已经有多款产品进入该类领域。
FPGA 芯片结构目前主流的FPGA 仍是基于查找表技术的,已经远远超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能( 如RAM、时钟管理和DSP) 的硬核(ASIC 型) 模块。实际上每一个系列的FPGA 都有其相应的内部结构),FPGA 芯片主要由6 部分完成,分别为:可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。
❹ 谢宁的国家专利
1. 谢宁,李未科,周渊平,“无线数据通信仿真方法”,发明专利,专利号:ZL 200410051639.9授权号:CN100492996C授权公告日 2009-5-7
2. 谢宁,莫武中,周渊平,“基于FPGA和DSP的无线通信仿真装置”,发明专利,专利号:ZL 200610010871.7 授权号:CN100391173C 授权公告日2008-5-28
3. 谢宁,莫武中,周渊平,“一种多路无线通信仿真方法及其装置”,发明专利,ZL 200610010870.2 授权号:CN100413267C 授权公告日2008-8-20
4. 谢宁,莫武中,周渊平,“基于FPGA和USB储存装置的无线通信仿真装置”,发明专利,专利号:ZL 200610010872.1 授权号:CN100435158C 授权公告日 2008-11-19
5. 谢宁,莫武中,周渊平,“基于ARM和USB储存装置的无线通信仿真装置”,发明专利,专利号:ZL 200610010873.6 授权号:CN100435529C授权公告日 2008-11-19
6. 谢宁,李未科,周渊平,“无线数据通信仿真装置”,实用新型专利,专利号:ZL 200420088700.2 授权号:CN2753064Y 授权公告日2006-01-18
7. 谢宁,莫武中,周渊平,“一种多路无线通信仿真装置”,实用新型专利,专利号:ZL 200620019492.X 授权号:CN2899308Y 授权公告日2007-5-9
❺ 华为公布“十大发明”评选成果,具体的成果是什么样的
看有些评论笑死人,黑来黑去老调重弹,不过还算实在,通信部分看不懂实在没法黑呀!这说的是十大发明,你扯996做什么?
要我说技术含量最高的是达芬奇架构、全光交叉、5G超级上行与MIMO,技术含量与商业价值息息相关,越是基础越是值钱,也越是难以突破。
终端领域经过最近几年的重压投入,做出了许多创新,因为手机始终处于移动化浪潮下舆论的中心,一时间博得了众多眼球,大家因此对超级快充、GPU turbo这些“黑科技”耳熟能详,却忘了华为的老本行一直在ICT领域,华为几万件专利,值得说的技术和创新太多了。
❻ eda 信号发生器
EDA技术的概念
EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统,是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,进行电子产品的自动设计。
利用EDA工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域,都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中,从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟,都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术,主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。
EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。
2 EDA常用软件
EDA工具层出不穷,目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有:multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim等等。这些工具都有较强的功能,一般可用于几个方面,例如很多软件都可以进行电路设计与仿真,同进还可以进行PCB自动布局布线,可输出多种网表文件与第三方软件接口。
(下面是关于EDA的软件介绍,有兴趣的话,旧看看吧^^^)
下面按主要功能或主要应用场合,分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件,进行简单介绍。
2.1 电子电路设计与仿真工具
我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。但是有的时候,我们会发现做出来的东西有很多的问题,事先并没有想到,这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。有没有能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法呢?结论是有,这就是电路设计与仿真技术。
说到电子电路设计与仿真工具这项技术,就不能不提到美国,不能不提到他们的飞机设计为什么有很高的效率。以前我国定型一个中型飞机的设计,从草案到详细设计到风洞试验再到最后出图到实际投产,整个周期大概要10年。而美国是1年。为什么会有这样大的差距呢?因为美国在设计时大部分采用的是虚拟仿真技术,把多年积累的各项风洞实验参数都输入电脑,然后通过电脑编程编写出一个虚拟环境的软件,并且使它能够自动套用相关公式和调用长期积累后输入电脑的相关经验参数。这样一来,只要把飞机的外形计数据放入这个虚拟的风洞软件中进行试验,哪里不合理有问题就改动那里,直至最佳效果,效率自然高了,最后只要再在实际环境中测试几次找找不足就可以定型了,从他们的波音747到F16都是采用的这种方法。空气动力学方面的数据由资深专家提供,软件开发商是IBM,飞行器设计工程师只需利用仿真软件在计算机平台上进行各种仿真调试工作即可。同样,他们其他的很多东西都是采用了这样类似的方法,从大到小,从复杂到简单,甚至包括设计家具和作曲,只是具体软件内容不同。其实,他们发明第一代计算机时就是这个目的(当初是为了高效率设计大炮和相关炮弹以及其他计算量大的设计)。
电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE;multiSIM7;Matlab;SystemView;MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。下面简单介绍前三个软件。
①SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis):是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,1998年被定为美国国家标准。1984年,美国MicroSim公司推出了基于SPICE的微机版PSPICE(Personal-SPICE)。现在用得较多的是PSPICE6.2,可以说在同类产品中,它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件,在国内普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,都可以得到精确的仿真结果,并可以自行建立元器件及元器件库。
②multiSIM(EWB的最新版本)软件:是Interactive Image Technologies Ltd在20世纪末推出的电路仿真软件。其最新版本为multiSIM7,目前普遍使用的是multiSIM2001,相对于其它EDA软件,它具有更加形象直观的人机交互界面,特别是其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样,但它对模数电路的混合仿真功能却毫不逊色,几乎能够100%地仿真出真实电路的结果,并且它在仪器仪表库中还提供了万用表、信号发生器、瓦特表、双踪示波器(对于multiSIM7还具有四踪示波器)、波特仪(相当实际中的扫频仪)、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪和电压表及电流表等仪器仪表。还提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件,比如电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。数字电路方面有74系列集成电路、4000系列集成电路、等等还支持自制元器件。MultiSIM7还具有I-V分析仪(相当于真实环境中的晶体管特性图示仪)和Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器和动态逻辑平笔等。同时它还能进行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。
③MATLAB产品族:它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块,包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和MATLAB语言编程产生独立C/C++代码等功能。MATLAB产品族具有下列功能:数据分析;数值和符号计算、工程与科学绘图;控制系统设计;数字图像信号处理;财务工程;建模、仿真、原型开发;应用开发;图形用户界面设计等。MATLAB产品族被广泛应用于信号与图像处理、控制系统设计、通讯系统仿真等诸多领域。开放式的结构使MATLAB产品族很容易针对特定的需求进行扩充,从而在不断深化对问题的认识同时,提高自身的竞争力。
2.2 PCB设计软件
PCB(Printed-Circuit Board)设计软件种类很多,如Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGraphices的Expedition PCB、Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard(与LiveWire配套的PCB制作软件包)、ultiBOARD7(与multiSIM2001配套的PCB制作软件包)等等。
目前在我国用得最多当属Protel,下面仅对此软件作一介绍。
Protel是PROTEL(现为Altium)公司在20世纪80年代末推出的CAD工具,是PCB设计者的首选软件。它较早在国内使用,普及率最高,在很多的大、中专院校的电路专业还专门开设Protel课程,几乎所在的电路公司都要用到它。早期的Protel主要作为印刷板自动布线工具使用,其最新版本为Protel DXP,现在普遍使用的是Protel99SE,它是个完整的全方位电路设计系统,包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计(包含印刷电路板自动布局布线),可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server(客户/服务体系结构), 同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。使用多层印制线路板的自动布线,可实现高密度PCB的100%布通率。Protel软件功能强大(同时具有电路仿真功能和PLD开发功能)、界面友好、使用方便,但它最具代表性的是电路设计和PCB设计。
2.3 IC设计软件
IC设计工具很多,其中按市场所占份额排行为Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。这三家都是ASIC设计领域相当有名的软件供应商。其它公司的软件相对来说使用者较少。中国华大公司也提供ASIC设计软件(熊猫2000);另外近来出名的Avanti公司,是原来在Cadence的几个华人工程师创立的,他们的设计工具可以全面和Cadence公司的工具相抗衡,非常适用于深亚微米的IC设计。下面按用途对IC设计软件作一些介绍。
①设计输入工具
这是任何一种EDA软件必须具备的基本功能。像Cadence的composer,viewlogic的viewdraw,硬件描述语言VHDL、Verilog HDL是主要设计语言,许多设计输入工具都支持HDL(比如说multiSIM等)。另外像Active-HDL和其它的设计输入方法,包括原理和状态机输入方法,设计FPGA/CPLD的工具大都可作为IC设计的输入手段,如Xilinx、Altera等公司提供的开发工具Modelsim FPGA等。
②设计仿真工作
我们使用EDA工具的一个最大好处是可以验证设计是否正确,几乎每个公司的EDA产品都有仿真工具。Verilog-XL、NC-verilog用于Verilog仿真,Leapfrog用于VHDL仿真,Analog Artist用于模拟电路仿真。Viewlogic的仿真器有:viewsim门级电路仿真器,speedwaveVHDL仿真器,VCS-verilog仿真器。Mentor Graphics有其子公司Model Tech出品的VHDL和Verilog双仿真器:Model Sim。Cadence、Synopsys用的是VSS(VHDL仿真器)。现在的趋势是各大EDA公司都逐渐用HDL仿真器作为电路验证的工具。
③综合工具
综合工具可以把HDL变成门级网表。这方面Synopsys工具占有较大的优势,它的Design Compile是作为一个综合的工业标准,它还有另外一个产品叫Behavior Compiler,可以提供更高级的综合。
另外最近美国又出了一个软件叫Ambit,据说比Synopsys的软件更有效,可以综合50万门的电路,速度更快。今年初Ambit被Cadence公司收购,为此Cadence放弃了它原来的综合软件Synergy。随着FPGA设计的规模越来越大,各EDA公司又开发了用于FPGA设计的综合软件,比较有名的有:Synopsys的FPGA Express, Cadence的Synplity, Mentor的Leonardo,这三家的FPGA综合软件占了市场的绝大部分。
④布局和布线
在IC设计的布局布线工具中,Cadence软件是比较强的,它有很多产品,用于标准单元、门阵列已可实现交互布线。最有名的是Cadence spectra,它原来是用于PCB布线的,后来Cadence把它用来作IC的布线。其主要工具有:Cell3,Silicon Ensemble-标准单元布线器;Gate Ensemble-门阵列布线器;Design Planner-布局工具。其它各EDA软件开发公司也提供各自的布局布线工具。
⑤物理验证工具
物理验证工具包括版图设计工具、版图验证工具、版图提取工具等等。这方面Cadence也是很强的,其Dracula、Virtuso、Vampire等物理工具有很多的使用者。
⑥模拟电路仿真器
前面讲的仿真器主要是针对数字电路的,对于模拟电路的仿真工具,普遍使用SPICE,这是唯一的选择。只不过是选择不同公司的SPICE,像MiceoSim的PSPICE、Meta Soft的HSPICE等等。HSPICE现在被Avanti公司收购了。在众多的SPICE中,HSPICE作为IC设计,其模型多,仿真的精度也高。
2.4 PLD设计工具
PLD(Programmable Logic Device)是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。目前主要有两大类型:CPLD(Complex PLD)和FPGA(Field Programmable Gate Array)。它们的基本设计方法是借助于EDA软件,用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,最后用编程器或下载电缆,由目标器件实现。生产PLD的厂家很多,但最有代表性的PLD厂家为Altera、Xilinx和Lattice公司。
PLD的开发工具一般由器件生产厂家提供,但随着器件规模的不断增加,软件的复杂性也随之提高,目前由专门的软件公司与器件生产厂家使用,推出功能强大的设计软件。下面介绍主要器件生产厂家和开发工具。
①ALTERA:20世纪90年代以后发展很快。主要产品有:MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix等。其开发工具-MAX+PLUS II是较成功的PLD开发平台,最新又推出了Quartus II开发软件。Altera公司提供较多形式的设计输入手段,绑定第三方VHDL综合工具,如:综合软件FPGA Express、Leonard Spectrum,仿真软件ModelSim。
②ILINX:FPGA的发明者。产品种类较全,主要有:XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等系列,其最大的Vertex-II Pro器件已达到800万门。开发软件为Foundation和ISE。通常来说,在欧洲用Xilinx的人多,在日本和亚太地区用ALTERA的人多,在美国则是平分秋色。全球PLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。可以讲Altera和Xilinx共同决定了PLD技术的发展方向。
③Lattice-Vantis:Lattice是ISP(In-System Programmability)技术的发明者。ISP技术极大地促进了PLD产品的发展,与ALTERA和XILINX相比,其开发工具比Altera和Xilinx略逊一筹。中小规模PLD比较有特色,大规模PLD的竞争力还不够强(Lattice没有基于查找表技术的大规模FPGA),1999年推出可编程模拟器件,1999年收购Vantis(原AMD子公司),成为第三大可编程逻辑器件供应商。2001年12月收购Agere公司(原Lucent微电子部)的FPGA部门。主要产品有ispLSI2000/5000/8000,MACH4/5。
④ACTEL:反熔丝(一次性烧写)PLD的领导者。由于反熔丝PLD抗辐射、耐高低温、功耗低、速度快,所以在军品和宇航级上有较大优势。ALTERA和XILINX则一般不涉足军品和宇航级市场。
⑤Quicklogic:专业PLD/FPGA公司,以一次性反熔丝工艺为主,在中国地区销售量不大。
⑥Lucent:主要特点是有不少用于通讯领域的专用IP核,但PLD/FPGA不是Lucent的主要业务,在中国地区使用的人很少。
⑦ATMEL:中小规模PLD做得不错。ATMEL也做了一些与Altera和Xilinx兼容的片子,但在品质上与原厂家还是有一些差距,在高可靠性产品中使用较少,多用在低端产品上。
⑧Clear Logic:生产与一些著名PLD/FPGA大公司兼容的芯片,这种芯片可将用户的设计一次性固化,不可编程,批量生产时的成本较低。
⑨WSI:生产PSD(单片机可编程外围芯片)产品。这是一种特殊的PLD,如最新的PSD8xx、PSD9xx集成了PLD、EPROM、Flash,并支持ISP(在线编程),集成度高,主要用于配合单片机工作。
顺便提一下:PLD(可编程逻辑器件)是一种可以完全替代74系列及GAL、PLA的新型电路,只要有数字电路基础,会使用计算机,就可以进行PLD的开发。PLD的在线编程能力和强大的开发软件,使工程师可以几天,甚至几分钟内就可完成以往几周才能完成的工作,并可将数百万门的复杂设计集成在一颗芯片内。PLD技术在发达国家已成为电子工程师必备的技术。
2.5 其它EDA软件
①VHDL语言:超高速集成电路硬件描述语言(VHSIC Hardware Deseription Languagt,简称VHDL),是IEEE的一项标准设计语言。它源于美国国防部提出的超高速集成电路(Very High Speed Integrated Circuit,简称VHSIC)计划,是ASIC设计和PLD设计的一种主要输入工具。
②Veriolg HDL:是Verilog公司推出的硬件描述语言,在ASIC设计方面与VHDL语言平分秋色。
③其它EDA软件如专门用于微波电路设计和电力载波工具、PCB制作和工艺流程控制等领域的工具,在此就不作介绍了。
3 EDA的应用
EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。在教学方面,几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用EDA工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD开发工具(如Altera/Xilinx的器件结构及开发系统),为今后工作打下基础。
科研方面主要利用电路仿真工具(multiSIM或PSPICE)进行电路设计与仿真;利用虚拟仪器进行产品测试;将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中;从事PCB设计和ASIC设计等。
在产品设计与制造方面,包括计算机仿真,产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真,生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节。如PCB的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、ASIC的制作过程等。
从应用领域来看,EDA技术已经渗透到各行各业,如上文所说,包括在机械、电子、通信、航空航航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域,都有EDA应用。另外,EDA软件的功能日益强大,原来功能比较单一的软件,现在增加了很多新用途。如AutoCAD软件可用于机械及建筑设计,也扩展到建筑装璜及各类效果图、汽车和飞机的模型、电影特技等领域。
4 EDA技术的发展趋势
从目前的EDA技术来看,其发展趋势是政府重视、使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。
中国EDA市场已渐趋成熟,不过大部分设计工程师面向的是PCB制板和小型ASIC领域,仅有小部分(约11%)的设计人员开发复杂的片上系统器件。为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争,中国的设计队伍有必要引进和学习一些最新的EDA技术。
在信息通信领域,要优先发展高速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息管理、信息安全技术,积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品,发展新兴产业,培育新的经济增长点。要大力推进制造业信息化,积极开展计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺(CAPP)、计算机机辅助制造(CAM)、产品数据管理(PDM)、制造资源计划(MRPII)及企业资源管理(ERP)等。有条件的企业可开展“网络制造”,便于合作设计、合作制造,参与国内和国际竞争。开展“数控化”工程和“数字化”工程。自动化仪表的技术发展趋势的测试技术、控制技术与计算机技术、通信技术进一步融合,形成测量、控制、通信与计算机(M3C)结构。在ASIC和PLD设计方面,向超高速、高密度、低功耗、低电压方面发展。
外设技术与EDA工程相结合的市场前景看好,如组合超大屏幕的相关连接,多屏幕技术也有所发展。
中国自1995年以来加速开发半导体产业,先后建立了几所设计中心,推动系列设计活动以应对亚太地区其它EDA市场的竞争。
在EDA软件开发方面,目前主要集中在美国。但各国也正在努力开发相应的工具。日本、韩国都有ASIC设计工具,但不对外开放。中国华大集成电路设计中心,也提供IC设计软件,但性能不是很强。相信在不久的将来会有更多更好的设计工具在各地开花并结果。据最新统计显示,中国和印度正在成为电子设计自动化领域发展最快的两个市场,年夏合增长率分别达到了50%和30%。
EDA技术发展迅猛,完全可以用日新月异来描述。EDA技术的应用广泛,现在已涉及到各行各业。EDA水平不断提高,设计工具趋于完美的地步。EDA市场日趋成熟,但我国的研发水平仍很有限,尚需迎头赶上。
❼ fpga常见品牌
altera
自二十年前发明世界上第一个可编程逻辑器件开始,Altera公司(NASDAQ:ALTR)秉承了创新的传统,是世界上“可编程芯片系统”(SOPC)解决方案倡导者。Altera结合带有软件工具的可编程逻辑技术、知识产权(IP)和技术服务,在世界范围内为14,000多个客户提供高质量的可编程解决方案。我们新产品系列将可编程逻辑的内在优势——灵活性、产品及时面市——和更高级性能以及集成化结合在一起,专为满足当今大范围的系统需求而开发设计。
xilinx
业内老大,第一块FPGA的发明者。Xilinx是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商。Xilinx研发、制造并销售范围广泛的高级集成电路、软件设计工具以及作为预定义系统级功能的IP(Intellectual Property)核
lattice
莱迪思(Lattice)半导体公司提供业界最广范围的现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)及其相关软件,包括现场可编程系统芯片(FPSC)、复杂的可编程逻辑器件(CPLD),可编程混合信号产品(ispPAC )和可编程数字互连器件(ispGDX )
以我个人的经验来看,现在ALTERA和XILINX在中国各占据半壁江山,其他品牌如ACTEL,lattice占据较少份额。ALTERA和XILINX因其强大,提供强大的配套工具,这两个品牌的开发软件都很强大,从我个人来讲,感觉还是ALTERA的开发软件简单易用些,他的SOPC系统更好用。而XILINX因为其是业内老大,所以还是有一大批追随者。而其他品牌也有其一些优势,如ACTEL是基于FLASH,而不是传统的基于SRAM的FPGA,但其大多工具用第三方,如综合工具用的就是用Synplicity
❽ Xilinx 和 ALTRA哪家FPGA更好些
Xilinx是发明FPGA的公司,高端产品一直占有领先地位,比如航天、军队,科研单位,以及一些大公司。
Altera属于后来者,但其开发工具方面非常容易上手,而且其低成本芯片性价比很高,近几年市场推广很迅速,有后来居上的趋势。
我个人认为不能直接说哪家公司的FPGA更好,其实两家各有特色,比如:
虽然Xlinx的ISE大家都说不如Quartus方便,但它提供了很多软件的无缝接口,比如Modelsim、synplify,这些软件各有优势。
而且对于FPGA芯片,只要做到能达到使用要求,比如速度、规模、端口、功耗等,其成本越低越好。两家公司都有很多型号的FPGA供客户选择。
以我的了解,Xilinx的在高端应用方面占据优势地位,而Altera的低功耗高性价比方面做得很出色