FPGA的主要应用场景

时间:2025-06-11  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

2023年6月,中国创新挑战赛暨中关村新兴领域专题赛组委会组织举办新兴领域精品成果常态化展示活动。芯森电子送选项目为:AN1V758型微型霍尔电流传感器,通过现...
2023-08-04 08:37:00

贴片电阻上经常会看到各种字母和数字,代表着电阻的阻值和精度。其中,F代表着电阻的精度为 ±1%。精度是指电阻实际阻值与标称阻值之间的偏差范围。±1% 的精度意味...
2024-11-29 10:26:15


DC-DC电源芯片是高效的电源转换器,应用于电子设备中,以实现不同电压等级之间的转换。能够将直流电源的电压调节至所需水平,确保设备在稳定的电压下运行,提高了能量...
2010-09-10 00:00:00

电阻器作为基本的电子元件,是重要的配件。尤其是在电流检测领域,电流检测电阻的性能直接影响着整个电路的安全性与稳定性。华润电阻作为中国知名的电子元件制造品牌,其电...
2018-12-02 18:07:30

开关二极管(又称为整流二极管)是重要的电子元件,应用于各种电路中,尤其在电源管理和信号处理方面。主要作用是控制电流的流动方向,从而实现信号的整流、开关和保护等功...
2025-04-05 14:01:40

在炎炎夏日,我们对冰箱的保鲜功能有着更高的期待。想象一下,你刚从市场带回了新鲜的草莓和生菜,希望它们能在家中保持最佳状态,直到你准备享用它们。然而,传统冰箱在低...
2024-06-19 13:00:00

熔断器作为重要的电气保护元件,其性能和参数受到关注。MERSEN作为全球知名的熔断器品牌,高品质的产品和先进的技术在市场上占据重要地位。本文将围绕“MERSEN...
2021-08-30 10:48:30

现代建筑中,应急照明和集中电源控制柜是确保安全与功能的重要设备。为了帮助大家理解这两者之间的区别,这里简要介绍其功能与优势。应急照明主要用于在紧急情况下提供人们...
2024-10-12 00:00:00

使用逻辑门和连续赋值对电路建模,是相对详细的描述硬件的方法。使用过程块可以从更高层次的角度描述一个系统,称作行为级建模(behavirol modeling)。...
2023-02-08 09:41:00