FPGA優(yōu)缺點(diǎn)、Verilog HDL與VHDL的優(yōu)缺點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間:2011-1-10 16:35    發(fā)布者:李寬
關(guān)鍵詞: FPGA , HDL , verilog , VHDL
Verilog HDL
優(yōu)點(diǎn):類(lèi)似C語(yǔ)言,上手容易,靈活。大小寫(xiě)敏感。在寫(xiě)激勵和建模方面有優(yōu)勢。
缺點(diǎn):很多錯誤在編譯的時(shí)候不能被發(fā)現。

VHDL
優(yōu)點(diǎn):語(yǔ)法嚴謹,層次結構清晰。
缺點(diǎn):熟悉時(shí)間長(cháng),不夠靈活。

FPGA優(yōu)點(diǎn):
設計周期短,靈活。
適合用于小批量系統,提高系統的可靠性和集成度。

FPGA前景:
1 擁有DSP
2 集成大量硬核、軟核?梢詰糜诙喾N場(chǎng)合。
3 片上系統

設計難點(diǎn):
1 不同時(shí)鐘域轉換
2 高速電路設計,信號完整性
3 降低功耗

隨著(zhù)現代芯片工藝的改進(jìn),FPGA的等效系統門(mén)達到到幾百萬(wàn)門(mén),而且工作頻率也隨之提高。FPGA也就大量的在電子產(chǎn)品中出現。在通信行業(yè),傳輸網(wǎng),醫療儀器,各種電子儀器,安防監控,電力系統,汽車(chē)電子,消費類(lèi)電子中都大面積的使用。隨產(chǎn)品研發(fā)周期的逐步縮短,定制型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)使FPGA在后面的應用面越來(lái)越廣。例如在2G通信,3G通信,以后的4G通信,wimax等等通信類(lèi)的設備中它與DSP,MPU一起大量出現在其中。尤其是通信的數字化,軟件無(wú)線(xiàn)電等概念涌現到電子行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,芯片設計的工藝的改進(jìn),45nm工藝的出現,使得FPGA成為必不可少的流行的實(shí)惠的器件。

FPGA 最大的特點(diǎn)就是靈活,實(shí)現你想實(shí)現的任何數字電路,可以定制各種電路。減少受制于專(zhuān)用芯片的束縛。真正為自己的產(chǎn)品量身定做。在設計的過(guò)程中可以靈活的更改設計。而且它強大的邏輯資源和寄存器資源可以讓你輕松的去發(fā)揮設計理念,其并行執行,硬件實(shí)現的方式可以應對設計中大量的高速電子線(xiàn)路設計需求。 FPGA比DSP擁有更快的速度,可以實(shí)現非常復雜的高速邏輯,FPGA比ASIC(專(zhuān)用芯片)有更短的設計周期和靈活性,免去昂貴的開(kāi)版費用,而且可以隨時(shí)裁減,增加你想要的功能達到規避設計風(fēng)險,回避芯片廠(chǎng)商的限制。另外知識產(chǎn)權的概念不斷涌現,仿制別人抄襲,FPGA完全讓設計的智慧得以保護。讓公司的利益在較長(cháng)時(shí)間內得到保證。隨FPGA芯片供應商的重視和第三方公司的重視,現在有非,F成的IP核被提供,進(jìn)一步縮短設計周期縮短,減小開(kāi)發(fā)成本,F在很多免費的軟IP核和硬 IP核的出現更是壓縮了成本。

在目前的電子行業(yè)中真正懂得FPGA設計的工程師是非常緊缺的,很多公司要找到合適的FPGA工程師還是要費一番周折。那么FPGA設計的難點(diǎn)在什么地方呢?FPGA設計的第一條就是要設計者做到:你雖然寫(xiě)的是軟件,但是你是地地道道的硬件工程師!很多工程師都在用軟件的思想在做,忽略了硬件本身。所以第一難點(diǎn)就是缺乏硬件思想的軟件設計者。第二難點(diǎn)就是對時(shí)序電路概念不清晰,很多時(shí)候都知道程序運行中的實(shí)際時(shí)序問(wèn)題。第三個(gè)難點(diǎn)就是對多時(shí)鐘域的處理。第四個(gè)難點(diǎn)就是不清楚自己所應用的FPGA芯片的內部結構。第五個(gè)難點(diǎn)對開(kāi)發(fā)軟件沒(méi)有真正吃透,只是簡(jiǎn)單的應用,常常忽略了其中很中的一些屬性設置和各個(gè)設計階段的報告。第六個(gè)難點(diǎn)缺乏對FPGA周邊硬件和所在系統的認識,使設計很被動(dòng)。第七個(gè)難點(diǎn)程序設計沒(méi)有問(wèn)題,仿真也沒(méi)有問(wèn)題,綜合也沒(méi)有問(wèn)題,但是最后不一定布線(xiàn)通過(guò),布線(xiàn)通過(guò)時(shí)序不合格,即使合格在不同環(huán)境下出現不穩定狀態(tài)。

在當前的FPGA器件提供商中XILINX和ALTEAR這兩家公司是份額最大的供應商,估計占90%以上。這兩家都有強大的技術(shù)支持,芯片的穩定性和產(chǎn)品系列都特別的多。涵蓋了高中低幾個(gè)設計層次。如果要追求高可靠比如軍工,航天,強電磁干擾等條件下的設計可以考慮ACTEL公司的 FPGA,不過(guò)價(jià)格很貴。如果想一味的追求成本可以考慮LATTIC公司的FPGA,就是穩定性和相同條件下的布線(xiàn)成功率較差。

在開(kāi)發(fā)語(yǔ)言方面 VHDL和VORILOG是現在最流行的,其他還有ABEL,SYSTEM C這樣的語(yǔ)言,不過(guò)用的較少。VHDL就是語(yǔ)法嚴格,顯呆板,但是一旦語(yǔ)法檢查通過(guò),程序上出錯的機會(huì )就比較小。VORILOG很靈活,類(lèi)似C,比較容易上手,語(yǔ)法檢查通過(guò),程序也不一定正確。其實(shí)語(yǔ)言不重要,重要的是設計思想。只有這個(gè)兩個(gè)語(yǔ)言中任意掌握一種就可以進(jìn)行設計了。
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李寬 發(fā)表于 2011-1-10 16:36:23
這文章不錯。初學(xué)者看看
shuangyue0808 發(fā)表于 2011-1-10 21:22:58
有借鑒之處
hongsayang 發(fā)表于 2011-1-11 01:09:44
thanks
zydhhkj 發(fā)表于 2011-1-11 14:06:02
pury1987 發(fā)表于 2011-1-12 21:22:34
還不錯
zzq122zzq 發(fā)表于 2011-1-12 22:22:33
謝謝
學(xué)習了
hbnd2008 發(fā)表于 2011-1-13 09:09:25
hbnd2008 發(fā)表于 2011-1-13 09:13:55
mimo-hanson 發(fā)表于 2011-1-23 22:42:33
comehere 發(fā)表于 2011-5-13 21:21:33
我正在用VRILOG
ablewen 發(fā)表于 2011-7-7 10:19:52
飄過(guò)~~~~~~~~
health 發(fā)表于 2011-10-21 12:14:07
hehehe
xiaowei0326 發(fā)表于 2011-12-9 16:24:02
很受益~~~
yanbei 發(fā)表于 2014-7-7 11:41:56
受益匪淺
lhxzui 發(fā)表于 2014-10-13 16:54:52
謝謝分享。
aaccfan 發(fā)表于 2014-10-19 15:56:07
真好,學(xué)習了
joywyc 發(fā)表于 2017-5-21 09:46:18
關(guān)鍵是要用硬件思想來(lái)指導軟件編制,最終下載還是實(shí)現硬件。
leonlee.hang 發(fā)表于 2018-4-22 14:17:52

沒(méi)得說(shuō)了,謝謝
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