在新出现的SoC FPGA上的策略考虑

　　Altera 最新的 SoC FPGA 将含有基于 ARM Cortex-A9MP 内核的高级处理器模块，如图2所示：

图 2.Altera SoC FPGA 体系结构

　　Altera SoC FPGA 体系结构在 ARM-Cortex A9 子系统中将含有多种硬核 IP，以及高性能多端口存储器控制器，以提高存储器带宽。FPGA和 CPU子系统之间的宽带低延时互联将支持高性能应用和高效的FPGA硬件加速。高级内部交换架构将支持高效的数据吞吐量，以及高效能在系统观察和调试。Qsys、Quartus II 软件以及 ARM 联络社区软件工具相结合后，这一器件将是一种性价比非常高的系统设计选择，它利用标准工具流程提高了效能，支持新开发和验证。

　　结论

　　SoC FPGA时代已经来临。在关键经济、技术和市场因素的推动下，这些器件达到了关键点，很多供应商已经发布了这些器件，或者开始发售。执行管理人员和系统规划人员在评估系统解决方案时应认真考虑平台效应、IP重用以及 FPGA工艺技术优势。

　　Altera 与主要的 CPU 供应商 ARM、Intel 和 MIPS 合作，为 SoC FPGA 器件和软核 CPU 解决方案提供公共FPGA平台。这种合作关系能够实现业界应用最广泛的CPU体系结构及其辅助支撑系统，继承相同的高级 FPGA设计流程，从而在这一平台上增强了IP重用，提高了灵活性。这种集成方法实现了平台效应，促进了这一平台以及支持CPU及其辅助支撑系统的增长和发展。

　　致谢

　　■ Chris Balough，高级总监，软件、嵌入式和 DSP 营销，Altera 公司。

　　说明

　　1. Altera 于 2010 年 10 月 12 号发布了 “嵌入式计划”，目的是生产集成了硬核 ARM子系统和 28-nm FPGA 技术的器件。Cypress 半导体公司发售的 PSoC 5 器件系列集成了可编程 PLD 逻辑、ARM Cortex-M3 CPU 以及 A/D 功能。Intel 于 2010 年 11 月23 号发布了 Atom E6X5C 可配置处理器，将 Atom SoC 和 Altera FPGA 集成到一个封装中。MICroSEMI (以前的Actel)公司发售的SmartFusion器件系列集成了FPGA逻辑、ARM Cortex-M3 CPU 以及可编程模拟器件。Xilinx 于 2010年4月27号发布了嵌入式产品平台，它集成了 ARM Cortex-A9 CPU 和 28-nm FPGA 逻辑。

　　2. 2004年，Xilinx收购了Triscend公司，后者中止了所有基于8051和基于ARM7的可配置 SoC 器件。Atmel ® FPSLIC 系列结合了 AVR 处理器和 FPGA 逻辑，不再进行主动促销。Altera 的 Excalibur ™器件结合了 ARM926 和 FPGA 架构，并没有超越最初的器件系列。Xilinx 于 2002 年开始在其 Virtex ® FPGA 线上的某些器件中提供硬核PowerPC 处理器，但是，从 Virtex-6 开始不再提供这些硬核处理器。

　　3. 从 Altera 公司在 2010 年 10 月的 “嵌入式计划”新闻发布开始，发售器件的30%都是可编程的，采用了 Nios II 处理器或者其他软核 CPU。

　　4.“功耗和散热问题导致了今后的处理器工程很难再提高处理速度，而是采用并行技术，增加每个芯片中执行内核的数量”，从软件过渡到未来的多内核，Intel公司，2009年，6月1号。

　　5. 例子包括，1) IBM 的 Liquid Metal 计划，为采用了 FPGA 加速器的 CPU 建立公共软件方法； 2) XtremeData 为 Intel 和 AMD 平台销售 FPGA 加速器插件； 3) Monterey的 FPGA 2011 大会在 2010年2月27号建立了讨论组“FPGA在混合可编程处理器未来融合中的角色”，它包括来自 AMD、IBM、Intel 和 NVIDIA 的代表。

　　6. EE Times 嵌入式调查，2010 年。第 6 页 说明在新出现的 SoC FPGA上的策略考虑 2011 年 2 月 Altera公司7.“...前沿制造成本超过了60亿美元，包括所有的前期准备工作...台积电(TSMC)开发了两种“GigaFabs”，每个都在 80 亿美元至 100 亿美元之间。”来自“Under New Management”，The Economist，2009年4月2号。

　　8. “企业在推出第一款芯片之前，可能会花费 4 千万美元”。来自 “Kneading Chips”，The Economist，2010 年 11 月 18 号。

　　9. Ibid。

　　10.嵌入式系统设计调查，2005 – 2010 年。

　　11.“网络效应”，Wikipedia 入口 http://en.wikipedia.org/wiki/Network_effect

　　12.x86/MicroSOFt 的发展已经成为事实上的 PC 标准 http://www-siepr.stanford.edu/papers/pdf/00-51.pdf

　　13.VHS 和 Beta “format war” http://en.wikipedia.org/wiki/Videotape_format_war

　　14.关于Quartus II软件的详细信息，包括其编译时间和特性优势，请访问 http://www.altera.com/software

　　15.关于Altera 28-nm系列产品的详细信息，请访问： http://www.altera.com/corporate/news_room/releases/2011/productS/Nr-28nm-portfolio.html

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