分享一份FPGA選型策略指南

引言：FPGA作為數(shù)字電路三大基石之一，其選型的好壞決定了產(chǎn)品的成本、項(xiàng)目研發(fā)效率、產(chǎn)品上市時(shí)間、產(chǎn)品生命周期等諸多方面。FPGA選型策略可以分為FPGA廠商選擇、FPGA器件家族選擇、器件型號選擇以及FPGA封裝選擇。

1.FPGA器件廠商選擇

我們在選型時(shí)要基于公司現(xiàn)有設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)或者項(xiàng)目組技術(shù)熟練程度或者喜好，比如團(tuán)隊(duì)都在用Xilinx或者Intel FPGA，我們就在這兩家廠商進(jìn)行選擇；另外一點(diǎn)就是產(chǎn)品需要具有某些特性的FPGA，如航天級別的，此時(shí)，Microsemi FPGA就會(huì)比較合適。

2.FPGA器件家族選擇

圖2、Xilinx 7系列芯片家族

FPGA廠商針對不同應(yīng)用領(lǐng)域都推出針對性產(chǎn)品，F(xiàn)PGA器件家族在規(guī)模、成本、I/O電壓、性能及應(yīng)用目標(biāo)方面差異較大，此時(shí)我們需要按照項(xiàng)目需求、技術(shù)要求和項(xiàng)目預(yù)算方面做出權(quán)衡。

3.器件型號選擇

圖3、K7系列FPGA資源比對

一旦器件家族確定后，就要收集并仔細(xì)閱讀廠商相關(guān)技術(shù)資料，與廠商技術(shù)支持人員聯(lián)系，確認(rèn)所選型號的可用性、評估產(chǎn)品生命周期、確認(rèn)技術(shù)難點(diǎn)等。要盡量選擇產(chǎn)品成熟度高的器件，具體選擇時(shí)要考慮：內(nèi)部邏輯速度，器件成本、邏輯資源規(guī)模、功耗、用戶I/O數(shù)量、內(nèi)部PLL數(shù)量、嵌入式RAM數(shù)量、DSP資源等。

對于項(xiàng)目需求，到底如何選用多大資源的FPGA器件是較為復(fù)雜的問題，特別對于新的算法應(yīng)用，對FPGA邏輯設(shè)計(jì)人員來說是具有挑戰(zhàn)性的。以下提供三種建議：

一是對于已經(jīng)應(yīng)用過的FPGA邏輯功能或者模塊的場景，比如千兆網(wǎng)接口等，它的資源占用在現(xiàn)有產(chǎn)品中已經(jīng)應(yīng)用，那么可以作為新器件選型的參考（注意，不同器件家族會(huì)略有差異）；

二是針對某些算法（DDS、FIR等IP）或者接口IP（如PCIe、SRIO等），Xilinx或者Intel FPGA廠商會(huì)給出相應(yīng)資源使用預(yù)估，也可以作為參考；

三是如果對于新的算法應(yīng)用，我們可以將該算法進(jìn)行模塊或者子模塊劃分，分級至嵌入式RAM、DSP IP核、加法器、PLL等較低一級資源，然后再進(jìn)行資源評估。

4.FPGA封裝選擇

圖4、FPGA器件封裝

選擇器件封裝時(shí)，器件的可移植特性是重要考慮因素，有些FPGA提供不同資源，封裝和引腳完全兼容的器件，這方便產(chǎn)品的升級換代。

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審核編輯：劉清