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基于FPGA的SoC原型设计方法提高灵活性

刘洋?? EDN China技术编辑?? 2011年05月01日 ?? 收藏0

  新思科技有限公司(Synopsys)和Xilinx公司日前宣布推出《基于FPGA的原型方法手册》一书(以下简称《FPMM》),和HAPS-600系列基于FPGA的原型验证系统。

  “系统设计正变得愈发复杂,相应的软件也发展迅速,厂商需要用更灵活有效地方法控制成本,因此在设计的早期阶段实现软件的仿真和验证是目前厂商急需的能力”,Synopsys公司解决方案营销总监David Park表示,软件在整体系统中的研发成本比重越来越大,演进到22nm制程阶段将占到75%以上。过去传统基于ASIC的从硬件到软件的设计流程不能在较早的阶段进行软件验证并发现问题,延长了整体开发周期。

  《FPMM》是一本以FPGA为平台进行系统级芯片(SoC)开发的实用指南,凝结了来自飞思卡尔(Freescale)、LSI、NVIDIA、意法半导体(ST)和德州仪器(TI)工程师团队的宝贵设计和验证专业知识。

  除了从通过组建定制板进行虚拟原型,到购买完整的原型系统对原型技术选择范围进行全面评述外,Synopsys还概括出称为“为原型设计(Design-for-Prototyping)”的方法。David Park说,通过该方法,设计者可将基于FPGA的原型设计无缝集成到ASIC/SoC项目上,通过连接到虚拟原型系统级工具,为更早期的软件开发和首次软硬件集成的关键后期阶段提供更高的生产效能;让设计能够更加容易地实现,最快地向终端用户提供产品,缩短开发周期。

  采用基于FPGA的原型方法相比基于处理器的仿真器方式最突出的优势在于性能、速度,和灵活性。David Park指出,基于处理器的仿真方式的缺点在于,设备需要在一个特殊的实验室或环境中运行,整个设计团队不能对其进行更有效的利用,因此协作效率很低;此外固化的计算模式也不能适应大型设计项目。基于FPGA的方式则可有效克服这些缺点,其更好的便携性使所有参与人员和团队都能实现项目资源的共享,达到更高的工作效率和更低的设备投资成本;此外,大型项目可通过分区(Partitioning)技术将任务分配到不同的FPGA上,分别用多块FPGA模拟系统中功能模块,让原型仿真最大化地接近实际ASIC的运算速度;软件和多核任务调试也更简便。

  众多著名的半导体厂商已经成功地采用基于FPGA的原型技术来加速复杂 ASIC和SoC开发项目,Synopsys 和Xilinx希望FPMM能够成为基于FPGA原型的在线互动社区的推动者。

  Synopsys 同时推出的HAPS-600系列将基于FPGA的原型验证系统。HAPS-600容量扩展到高达相当于8100万ASIC门,从而确保了各种更大SoC项目的早期软件开发。HAPS-600基于Xilinx 的Virtex-6 LX760 FPGA器件,可提供高达200MHz的性能和一种集成化和可扩展的硬件加软件解决方案,硬件和软件设计团队可通过这种解决方案进行软件开发和验证SoC硬件,确保在流片之前进行硬件/软件集成。

  通过HAPS-600系列的高度自动化软件流程,设计师们能够缩短初始周转时间和减少随后的重复工作。该软件流程采用Synopsys获得专利的可编程开关布线技术,涵盖了从ASIC RTL编码到基于FPGA原型验证的各个过程。(刘洋)


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基于FPGA的设计原型? Synopsys? Xilinx? FPMM?

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