整合ARM、FPGA与可编程模拟电路设计的单芯片技术

文章摘要：所有这些模拟功能性在功能性配置和参数值方面都是完全可编程的，并拥有一个基于图形用户界面(GUI)的软件环境，以及众多用于板上FPGA配置的设计工具。SmartFusion器件包含有多达500k可编程逻辑门电路，与基于快闪的 ProASIC3 FPGA器件系列一样。这个逻辑电路支持350 MHz的系统性能，内置容量高达108 Kb的 SRAM，并拥有大量工作频率高至350 MHz的数字I/O，支持LVDS、LVPECL、PCI/PCI-X等接口标准，可驱动高达24mA的电流。设计选择包括爱特的HDL(硬件描述语言)工具链、Libero集成设计环境，可以硬件创建逻辑功能，或者是在GUI以拖放式(d

整合ARM、FPGA与可编程模拟电路设计的单芯片技术,标签：eda技术,eda技术实用教程,http://www.88dzw.com

　　所有这些模拟功能性在功能性配置和参数值方面都是完全可编程的，并拥有一个基于图形用户界面(GUI)的软件环境，以及众多用于板上FPGA配置的设计工具。

　　SmartFusion器件包含有多达500k可编程逻辑门电路，与基于快闪的 ProASIC3 FPGA器件系列一样。这个逻辑电路支持350 MHz的系统性能，内置容量高达108 Kb的 SRAM，并拥有大量工作频率高至350 MHz的数字I/O，支持LVDS、LVPECL、PCI/PCI-X等接口标准，可驱动高达24mA的电流。设计选择包括爱特的HDL(硬件描述语言)工具链、Libero集成设计环境，可以硬件创建逻辑功能，或者是在GUI以拖放式(drag-and-drop)操作创建设计。这种方法可快速输入预定义的IP模块，这些模块可能是源于以前设计的复用元件，或者是爱特提供的函数库内的函数，也可能是第三方供应商提供的IP。

　　这些芯片上除了一个基于ARM Cortex-M3的微控制器子系统之外，还有众多完全可配置逻辑和模拟功能。

　　相比分立IC，逻辑和线性模块能够提供不折不扣的高性能，同样地，ARM Cortex-M3处理器也是一种全功能全规格的实现方案。它是一种已获全面集成的功能性模块——是一个“硬”核，而不是在FPGA逻辑部件上编程的“软”版本。系统运行时钟频率高至100 MHz，性能可达 125 DMIPS，并带512 KB 的闪存和64 KB 的 SRAM。它的功能强大，足以运行复杂的算法，比如精度电机控制，或者甚至好几个电机的多轴控制。另外，在系统管理应用中，它能够管理电压监控、定序(sequencing)、风扇控制及相关“系统内务管理”等多项任务，同时仍有充足的容量来运行更高的用户应用级任务。作为一个全功能的ARM Cortex-M3设计，它还带有一系列外设，包括10/100 以太网 MAC 和其它接口，比如SPI、I2C和UART等。混合信号I/O 线运行频率高达180 MHz，可驱动6 mA的电流。其它微控制器工程人员常用的功能还包括实时时钟、看门狗定时器、8路DMA控制器和外部存储控制器(用于额外的代码或数据的存储)。为了最大效率地使用硅面积，这套外设也是“硬连线的”，但设计人员能够通过使用邻近的可编程逻辑来对之进行扩展和调整。ARM Cortex-M3 处理器经由相同的5层AHB 总线矩阵结构与FPGA 结构紧密连接，片上外设连接性能带宽高达16 Gbps。

　　如上所述，SmartFusion架构的处理能力显而易见。此外，SmartFusion架构的灵活性优势还体现在以下事实中：许多前端处理任务根本不需要调用ARM Cortex-M3处理器。与其它片上元件一样，模拟计算引擎(ACE)也是一个全新的概念。ACE是一个半自治模块，可在无需ARM Cortex-M3处理器干预下执行扩展模拟预处理和后处理任务，比如信号采集的采样和排序。

　　这个新的器件系列可为嵌入式系统设计人员提供真正的单芯片工具，其在硬件方面完全可配置，软件方面完全可编程，并充分利用了ARM架构能够支配的所有代码设计资源。这些芯片还附带有一整套工具，可以为软件代码编写人员、模拟接口设计人员和RTL编程人员等提供一个熟悉的环境，而且能够在这些技术人员向完整的FPGA、ARM和模拟领域拓展时予以他们支持。

上一页  [1] [2]