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FPGA研制之道(21)-鸡肋?

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

  一般以为,SOPCFPGA规划中的鸡肋,“弃之可惜,食之无味”。固然,SOPC一向不是FPGA的干流运用规划,限制首要因素则是功用,由于作为处理器运用时,处理器主频是其运用规模的瓶颈(SOPC的软核处理器一般运转几十兆到百兆,而一般的嵌入式处理器体系在几百兆到Ghz的主频)。可是若因而说成“鸡肋”,也的确夸大。厂家推出SOPC的规划,其长处首要有一下几点,其一:是差异化竞赛的需求。其二,扩展运用规模,争夺更多的软件工程师能够从事FPGA规划。其三,能够代替低功用处理器,削减板级的面积和BOM本钱。

  那么,那么FPGA内部根据软核处理器的体系的首要运用场景有哪些,总结如下:

  (1) 办理装备:关于功用无要求的办理装备功用。如某外接芯片或FPGA内部IP在其作业之前,需进行初始化和办理装备,而初始化的模块较多或许办理装备较为杂乱,此种情况下,用软件处理更为便利合理。因而,假设FPGA内部资源较为足够,经过内部树立SOPC体系,运用片内的软件给多个外围模块或许内部IP进行初始化的装备办理,即省去装备CPU,削减板级面积,也能便于装备的修正,一起还能够作为前面讲的可测性规划的一部分,用于内部各模块计数计算,功用测验等。

  (2) 合作专用硬件加速单元运用: SOPC体系能够经过总线扩展专用协处理单元。行将要害模块硬件化完成,完成高速的处理。举例说,如完成图画处理功用,而SOPC的软件功用不能支撑高分辨率图画的处理才能,则能够经过逻辑完成专用的图画处理算法,经过总线接口与SOPC体系衔接。,SOPC只作为数据的办理和调度运用。 此外厂商还这么供给了SOPC优化手法,例如经过算法指令剖析,确认最多的操作,经过专用指令硬件完成,经过在程序中调用专用指令,也是能够提高功用的方法之一。

  (3) 多核并行:这儿多核并行一般含义不同,指经过多个SOPC体系,并行履行,能够提高体系的功用。关于单指令集多数据流的事务,经过将事务流分配到多个SOPC上,经过多个SOPC体系并行处理的方法,来提高整个体系的功用。此种情况下,经过多个SOPC体系并行处理,需满意几个条件:(1)即事务之间没有关联性,不需求再多个SOPC之间进行数据的交互,不然会影响整个体系的功用。(2)程序区不能太大,最好悉数存储在片内RAM中。而不必占用外部存储区(DDR或许SRAM),不然,多个片上存储体系争抢外部存储区,可能会形成体系功用的瓶颈,如需存储在片外,则接口竞赛部分则是要害规划。

  

 

  SOPC就像一个偏科生,其长处和缺陷都是那么显着,即其强壮的灵活性和可编程性,装备其不幸的主频。可是经过一系列提高功用的手法,SOPC在某些事务中也能够大显神通,尤其是需求频频改变的事务,将改变部分经过软件完成,而不变部分硬件化完成,能够更快的满意商场的需求。

  最终,软核CPU处理才能的瓶颈,也促进现有FPGA厂商供给了根据硬核CPU的SOC+FPGA的解决方案,而这些的尽力将促进FPGA运用场景的扩展。FPGA广阔天地,大有可为。

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