FPGA在嵌入式系統(tǒng)中的開發(fā)方向

　　同軟件定位不同一樣，目前眾多的硬件開發(fā)電路板的市場(chǎng)定位也是不同的。主流的FPGA廠商均推出了自己的開發(fā)板，為了市場(chǎng)推廣和銷售的需要，他們也和一些大的經(jīng)銷商合作推出開發(fā)板，更容易利用經(jīng)銷商在價(jià)格和渠道上的優(yōu)勢(shì)。

　　Xilinx公司的主要經(jīng)銷商安富利公司開發(fā)了很多FPGA開發(fā)板，在功能上更加豐富，在定價(jià)和促銷上也更靈活。如，安富利推出的Virtex-4 FX PCI Express開發(fā)工具套件和Virtex-5 LX開發(fā)工具套件。

　　圖 Virtex-4 FX PCI Express開發(fā)套件

　　找到精確滿足開發(fā)人員需求的FPGA開發(fā)基板是非常困難的，在基板上添加子板是一個(gè)不錯(cuò)的方法。安富利推出的EXP擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)使設(shè)計(jì)人員在原型設(shè)計(jì)時(shí)候可以通過子卡添加多種功能，滿足FPGA開發(fā)板的不同要求，免費(fèi)提供給設(shè)計(jì)工程師用于定制基本板和擴(kuò)展模塊。使用EXP模塊的好處是成本低、靈活性高、易于制作原型。在結(jié)構(gòu)上，半長(zhǎng)EXP模塊可提供84個(gè)用戶I/O、32個(gè)單端信號(hào)、22個(gè)差分信號(hào)、單端時(shí)鐘輸入和輸出、差分時(shí)鐘輸入和輸出，單端和差分信號(hào)的最高頻率分別是200MHz和700MHz。

　　安富利提供的EXP模塊包括：視頻預(yù)處理模塊、高速ADC模塊、高速DAC模塊、ADI公司的EXP適配器模塊。有全長(zhǎng)(126mm×80mm)和半長(zhǎng)(108mm×80mm)兩種尺寸，采用Samtec公司高性能的QTE/QSE連接器。

　　視頻預(yù)處理模塊的輸入兼容DVI、VGA、S-Video，輸出支持DVI、VGA、LCD，具有圖像傳感器、音頻輸入和輸出。高速ADC EXP模塊采用TI的12位、50MS/s ADC，帶有14位的LVDS接口，用兩塊卡可以支持雙通道。高速DAC模塊采用TI的雙通道、16位分辨率、采樣率為1GS/s、帶16位LVDS接口的DAC。還有支持ADI公司器件的EXP適配器模塊，可以很方便地連接到90多種ADC*估板上，支持LVDS和并行接口*估板，可連到Virtex-4、Virtex-5和Spartan-DSP基板上。

　　Altium公司的NanoBoard開發(fā)板支持的范圍更廣，包括Xilinx、Altera、Actel等公司的眾多FPGA型號(hào)，與FPGA組成了可重新配置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái);NanoBoard通過打印電纜接口與用戶PC進(jìn)行通信，支持硬件設(shè)計(jì)的下載和實(shí)現(xiàn)Live設(shè)計(jì)驗(yàn)證功能。NanoBoard還支持可插拔的FPGA子板，可以通過更換子板來調(diào)試不同的FPGA。

　　圖 NanoBoard-NB2開發(fā)板

　　NanoBoard的板上資源包括：CAN總線接口、串行口、VGA接口、顯示鏈輸入輸出、外部存儲(chǔ)器、I2C接口、連接用戶開發(fā)板接口、連接FPGA子板的插座、系統(tǒng)時(shí)鐘、JTAG接口、PS2鍵盤和鼠標(biāo)鼠標(biāo)接口、多用戶I /O接口。用戶在一塊板子上就可以完成整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)和驗(yàn)證，通過更換子卡，可以試用各廠商的不同器件，找到性價(jià)比最佳的器件，而不必重復(fù)購買開發(fā)板。