VHDL与FPGA

Question

我是一个比较新的FPGA屏幕，并希望获得经验与他们和VHDL。我不太确定与使用标准MCU相比有什么好处，但由于许多公司都在寻找它，所以我正在寻找经验。

什么将是一个好的平台，开始并获得经验，而不是太多的钱。我一直在寻找，我能找到的是200 - 300美元的板，如果不是1000块的话。人们应该在FPGA开发板上寻找什么，我听到高速外设接口，我想我真的很困惑的是，MCU开发板大约有50/100 GPIO可以去100左右，而在FPGA板上相同的功能要昂贵得多！我知道你可以对FPGA重新编程，但MCU也可以。我应该摆弄FPGA吗?市场会继续使用它们吗?还是我们只会转向MCU？

Answer 1

嗯……我很快就找到了三个100美元以下的评估板：

$79：http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=English&No=593

$79：http://www.arrownac.com/solutions/bemicro-sdk/

$89：http://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/AES-S6MB-LX9.htm

至于在评估板中寻找什么，这完全取决于你想要做什么。如果您有特定的设计任务要完成，您需要一块支持与最终电路一样多的功能和I/O的电路板。您可以获得具有各种内存选项(静态随机存取存储器、DDR2、DDR3、闪存等)、以太网、PCI/PCIe总线、高速光纤收发器等的主板。如果你只是想要开始，那么几乎任何一块板都可以为你工作。实际上，今天售出的任何东西都应该有足够的空间来进行非平凡的示例设计(即:使用软核CPU构建自己的微控制器，并设计/选择自己的外设组合)。

即使您的主板只有几个开关和LED，您也可以开始设计硬件"Hello World“(也称为闪烁的LED :)、简单的状态机和许多其他应用。你从哪里开始，你试图做什么应该取决于你的总体目标。如果你只是想获得FPGA的一般经验，我建议：

• 从任何低成本评估板开始
• 运行其演示应用程序(通常已编程到硬件中)以熟悉其功能
• 从源代码构建演示程序并验证其是否正常工作熟悉FPGA工具链
• 以某种方式修改演示应用程序以熟悉FPGA的硬件设计
• 使用新获得的经验确定下一步要尝试什么

至于继续使用FPGA的市场，它们肯定会留下来，但这并不意味着它们适用于所有应用。MCU本身对于许多应用程序都很好，但不能处理所有的事情。例如，您可以很容易地在大多数微控制器上"bit-bang“一个I2C甚至串行UART，但是如果没有一些定制的硬件，您将很难与以太网端口、VGA显示器或PCIe总线通信。如何混合可用的技术(MCU、FPGA、内部设计的自定义逻辑、许可的IP核、现成的标准硬件芯片等)来创建功能产品或设备，这取决于您，通常没有任何单一的“正确”答案。

Answer 2

如果您需要以下部分或全部功能，FPGA将胜过微控制器：

• 大量的数学运算要完成(甚至比数字信号处理器更有意义)
• 大量的内存带宽(通常与前一点并驾齐驱-如果你没有数据可以做，就没有多少数学要做！)
• 极其可预测的硬实时性能-时序分析器将告诉你在给定你设计的逻辑的情况下，你可以多快地为你的设备计时。您可以(以某种很高的统计可能性)“保证”以该速度运行。因此，您可以设计出您知道将始终满足某些实时响应时间的逻辑，即使这些截止日期是在纳秒范围内。

如果没有，那么你可能会更好地使用micro或DSP。

Answer 3

OpenCores网站是一个很好的资源，尤其是Programming Tools部分。该网站上的文章链接是调查FPGA电路板的一个很好的起点。

FPGA相对于微处理器的最大优势是体系结构。微处理器有一组固定的功能单元，可以合理地很好地解决大多数问题。我看到微处理器的计算效率从6%到15%不等。在FPGA中，您可以专门为您的问题创建功能单元，因此您可以达到90-100%的计算效率。

至于成本上的差异，请考虑批量销售。微处理器销量高，而FPGA销量相对较低。