"这篇文档是徐欣博士关于基于FPGA的嵌入式系统设计的讲解,主要涵盖了FPGA技术的发展趋势、IP资源复用、IPCore设计、MicroBlaze软处理器、SOPC系统的基本特征与设计实现,以及基于Internet可重构逻辑技术(IRL)等内容。"
1. FPGA技术发展趋势:
- 高密度、高速度和宽频带:FPGA正向着拥有百万门级别的系统级方向发展,例如Xilinx的Virtex系列和Altera的APEX/Stratix系列,提供更高的集成度和更快的运行速度。
- 片上系统(SoC)和低成本:FPGA向低成本和低价格的片上系统发展,例如Xilinx的MicroBlaze和SpartanII系列,以及Altera的Nios,这些器件旨在满足对成本敏感的应用需求。
- 低电压和低功耗:随着对环保和节能的关注,FPGA向低电压和低功耗的方向发展。
- IPCore的兴起:OpenIPCore的发展趋势如同自由软件,IPCore在设计复杂性和知识产权复用中扮演着关键角色。
2. IP资源复用与IPCore设计:
- IPCore是可复用的硬件模块,设计复杂性增加推动了其发展,如Xilinx的IPCapture等工具提供了完善的开发环境。
- 软IPCore(如MicroBlaze)和硬IPCore(如PPC405)共同推进了设计的进步,前者易于修改,后者性能优化。
- FPGA与ASIC的融合:FPGA嵌入标准单元,ASIC嵌入可编程逻辑单元,两者界限变得模糊。
3. SOPC基本特征与设计实现:
- SOPC(System-On-a-Programmable-Chip)是FPGA技术的重要应用,它集成了处理器、存储器、接口和其他功能模块。
- 处理器IPCore如MicroBlaze是SOPC的关键,解决了系统中的控制和计算需求。
- 在SOPC设计中,硬件和软件工程师的角色更加明确,硬件工程师负责IPCore开发,而软件工程师则专注于实时操作系统(RTOS)和应用软件。
4. 基于Internet可重构逻辑技术(IRL):
- IRL是FPGA技术的一个新兴领域,它允许通过网络进行FPGA配置和更新,适应动态变化的需求。
总结来说,这篇文档深入探讨了FPGA技术在嵌入式系统设计中的重要地位,以及未来的发展方向,包括IP资源的复用、SOPC系统的设计与实现,同时也关注了软硬件结合的设计方法和互联网时代的可重构逻辑技术。这些内容对于理解和掌握基于FPGA的嵌入式系统设计至关重要。