FPGA的主要应用场景

时间:2025-07-26  作者:Diven  阅读:0

通常认为,SOPC是FPGA设计中的鸡肋,“弃之可惜,食之无味”。诚然,SOPC一直不是FPGA的主流应用设计,制约主要因素则是性能,因为作为处理器使用时,处理器主频是其应用范围的瓶颈(SOPC的软核处理器一般运行几十兆到百兆,而一般的嵌入式处理器系统在几百兆到Ghz的主频)。但是若因此说成“鸡肋”,也确实夸张。厂家推出SOPC的设计,其优点主要有一下几点,其一:是差异化竞争的需要。其二,扩大应用范围,争取更多的软件工程师能够从事FPGA设计。其三,可以替代低性能处理器,减少板级的面积和BOM成本。

FPGA的主要应用场景

那么,那么FPGA内部基于软核处理器的系统的主要应用场景有哪些,如下:

(1) 管理配置:对于性能无要求的管理配置功能。如某外接芯片或FPGA内部IP在其工作之前,需进行初始化和管理配置,而初始化的模块较多或者管理配置较为复杂,此种情况下,用软件处理更为方便合理。假如FPGA内部资源较为充足,通过内部建立SOPC系统,利用片内的软件给多个外围模块或者内部IP进行初始化的配置管理,即省去配置CPU,减少板级面积,也能便于配置的修改,同时还可以作为前面讲的可测性设计的一部分,用于内部各模块计数统计,功能测试等。

(2) 配合专用硬件加速单元使用: SOPC系统可以通过总线扩展专用协处理单元。即将关键模块硬件化实现,实现高速的处理。举例说,如实现图像处理功能,而SOPC的软件性能不能支持高分辨率图像的处理能力,则可以通过逻辑实现专用的图像处理算法,通过总线接口与SOPC系统连接。,SOPC只作为数据的管理和调度使用。 此外厂商还这么提供了SOPC优化手段,例如通过算法指令分析,确定最多的操作,通过专用指令硬件实现,通过在程序中调用专用指令,也是能够提升性能的方式。

(3) 多核并行:这里多核并行通常意义不同,指通过多个SOPC系统,并行执行,可以提升系统的性能。对于单指令集多数据流的业务,通过将业务流分配到多个SOPC上,通过多个SOPC系统并行处理的方式,来提升整个系统的性能。此种情况下,通过多个SOPC系统并行处理,需满足几个条件:(1)即业务之间没有关联性,不需要再多个SOPC之间进行数据的交互,否则会影响整个系统的性能。(2)程序区不能太大,最好全部存储在片内RAM中。而不用占用外部存储区(DDR或者SRAM),否则,多个片上存储系统争抢外部存储区,可能会造成系统性能的瓶颈,如需存储在片外,则接口竞争部分则是关键设计。

SOPC就像一个偏科生,其优点和缺点都是那么明显,即其强大的灵活性和可编程性,配置其可怜的主频。但是通过一系列提升性能的手段,SOPC在某些业务中也可以大显身手,尤其是需求频繁变更的业务,将变化部分通过软件实现,而不变部分硬件化实现,可以更快的满足市场的需求。

软核CPU处理能力的瓶颈,也促使现有FPGA厂商提供了基于硬核CPU的SOC+FPGA的解决方案,而这些的努力将促进FPGA应用场景的扩展。FPGA广阔天地,大有可为。

猜您喜欢



精密电阻作为电子元件中的关键组成部分,其性能直接影响到电子设备的稳定性和精确度。SUPEROHM(美隆)作为国内知名的精密电阻品牌,很好的品质和技术优势赢得了众...
2016-07-16 04:05:38

排阻作为电路设计中的重要元器件,其选型对于产品性能和稳定性起着关键作用。顺络科技(Sunlord)作为国内知名的电子元器件制造商,其排阻产品因质量稳定、规格齐全...
2018-07-11 15:43:30


电容与容量是电学中常见的两个概念。在电子设备中是重要配件。很多人容易混淆这两个术语。本文将为大家详细解读电容与容量的区别和联系。电容的定义电容是电路元件的。储存...
2025-03-22 05:31:39

现代电子电路中,时序控制与信号稳定性很重要。电荷泵锁相环(CPPLL)作为一种高效的相位锁定技术,为多个应用领域提供了精确而稳定的时钟信号。无论是在通信、计算机...
2024-01-24 00:00:00

信号源/发生器在现代电子技术中是非常重要的配件。是产生各种电信号的设备,应用于通信、测试、科研等领域。信号源能够生成特定频率和波形的信号,帮助工程师和科学家进行...
2014-07-19 00:00:00

FPGA (现场可编程门阵列)由于其硬件并行加速能力和可编程特性,在传统通信领域和IC设计领域大放异彩。一路走来,FPGA并非一个新兴的硬件器件,由于其开发门槛...
2018-06-23 09:44:00

电容器是电子设备中重要部件,云母片是的常见材料。结合使用,能提高电容器的性能。本文将探讨电容器加云母片的优势和应用。云母片的特性云母片有良好的绝缘性。耐高温,能...
2025-03-22 17:01:40