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分析FPGA在轿车体系规划中的关键作用

剖析FPGA在汽车系统设计中的关键作用-选择不同的微控制器系列时,软件的兼容性是主要的障碍。大多数公司在软件的开发、测试和验证方面已经进行了大量的投入。因此,将设计转换到一个新的架构时,通常需要复杂且

  轿车制作商收到了这样的一张告诉:出资多年所开发且原订还将出产10年的微操控器产品行将停产(EOL),而自己正运用着这款组件--没有什么比这更糟糕的事了。可是,曩昔几年来,因为半导体供货商进行产品整合与减少产品线,使得从前适当遍及用于轿车体系中的好几款微操控器和微处理器现已停产。

  在曩昔,遭到这一冲击的制作商们一般有两种挑选:在停产前一次悉数购齐,否则就从头规划产品。一次购足的作法或许形成资金冻住的问题。至于从头规划,假如仅仅单纯的调整线路板布局即可支撑不同的组件还算简略,但要挑选一款新的微操控器系列则需求花费很多的软件编写与测验时刻。

  挑选不同的微操控器系列时,软件的兼容性是首要的妨碍。大多数公司在软件的开发、测验和验证方面现已进行了很多的投入。因此,将规划转化到一个新的架构时,一般需求杂乱且价值昂扬的软件移植。假如这种转化产生在产品生命周期的中期,那么为了保证硬件渠道之间不至于呈现兼容性方面的问题,制作商们就有必要分外小 心。

  寻求第三种挑选计划

  举例而言,一家引擎操控体系制作商最近发 现自己面对着组件停产困境。该制作商发现,假如将沿用了15年的原程序代码移植到全新的结构,并进行全面的功用测验的话,那或许有必要消耗多位人力投入多年的时刻。而且,因为从前的软件团队现已进行了其他的计划,因此也不得不聘任额定的人员来进行这项作业。在针对这种架构改变进行时刻与经费方面的评价之后,这 家制作商开端寻觅能与其现有体系兼容的程序代码解决计划。

  “第三种挑选”的解决计划是选用一种以非蒸发性为主的FPGA ,例如LatticeXP2 ,再加上与现有微操控器兼容的第三方常识财产权(IP)中心。莱迪思(Lattice)的合作伙伴Digital Core Design(DCD)具有一款与该制作商要求十分附近的微操控器中心。因此,DCD提议修正现有的中心,使其与停产组件的外围设置可彼此调配(图1 ) 。

  该制作商坚持要求新的解决计划有必要与原体系的作业状况完全一致。包含外部与内部的时序、处理器的功用,乃至相同的二进制程序代码都无需修正即可履行;这种兼容性的要求乃至还包含内建于原处理器程序代码中的一切软件时序循环。而在硬件方面,这个解决计划有必要与原微操控器具有相同的电路板面积与接脚,并能衔接到相同 的接口。此外,还有必要具有避免未经授权修正装备的高安全性要求。

  体系解决计划

  非蒸发性的LatticeXP2 FPGA结合了SRAM和闪存技能,并使其整合在同一颗芯片上。上电时, FPGA的装备以平行的办法从Flash仿制到SRAM,因此初始化该组件,并可在不到2毫秒的时刻内进入正常运作状况(图2 ) 。

  快速发动的功用使非蒸发FPGA垂手可得地代替了ASSP微操控器,因为应用程序不用等候从外部内存加载FPGA装备的进程。根据闪存的FPGA逻 辑内部还具有一些安全特性,以避免未经授权的读取或修正内部存储器装备。这也保证不至于产生任何未经授权的仿制或篡改内部闪存装备的状况。

  比及确认可代替的硬件后,终究一步便是让软件功用与原有的微操控器相匹配。DCD从该公司很多的数据库中挑选现有且经测验与验证过的外围设备中心,然后完成大部份的需求。可是,因为也用了一些少量的新外围设备,因此有必要特别当心处理,才干契合原有微操控器的要求。

  因为数字FPGA不具有模仿转化器,因此规划者所面对的最大应战就在于原有的微操控器具有着8个模仿数字转化器信道。为了因应这一应战,DCD编写了一款 IP,选用相同的软件接口(操控与数据缓存器)衔接至内部总线,而且可与各种外部序列和平行的ADC相衔接。然后,只须再挑选一款与原微操控器具有相同转化时序与精密度的ADC即可。

  该制作商终究运用的解决计划是一个新的操控器单元 ,其间搭载了LatticeXP2 FPGA、ADC组件和频率产生器。PLCC可与制作商的PCD直接衔接,并以接脚对接脚的办法直接代替了原有的微操控器。因为该芯片内含开机内存,因此减少了电路板上的组件数,以完成一款较小型的终究解决计划。

  定论

  产品汰旧换新的状况在轿车制作范畴还将继续产生,可是现在现已有了运用FPGA加上微操控器IP的代替计划。具有快速发动特性的LatticeXP2 FPGA为轿车制作业供给了一种安全、小尺度,而且满意更长生命周期需求的解决计划。这种微操控器IP架构是一种快速且具有本钱效益的办法,不光可代替现有的微操控器,一起也能又坚持与原体系规划完全相同的软件兼容性。一款接脚兼容的解决计划使制作商可以更专心于验证FPGA内部的IP中心,而不用再对硬件和软件进行全面的从头规划与验证。

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