为了实现SOPC,国际上著名的现场可编程逻辑器件的厂商Altera公司、Xilinx公司都为此在努力,开发出适于系统集成的新器件和开发工具,这又进一步促进了SOPC的
发展。
⑵ 芯片朝着高密度、低压、低功耗的方向挺进。采用深亚微米的半导体工艺后,器件在性能提高的同时,价格也在逐步降低。由于便携式应用产品的发展,对现场可编程器件的低压、低功耗的要求日益迫切。因此,无论那个厂家、哪种类型的产品,都在瞄准这个方向而努力。例如在前面所提到的Xilinx公司的SpantanTM系列的FPGA、Altera公司的APEX 20KE器件、ACEX系列以及Actel公司的SX系列产品都是向高密度、低压、低功耗发展的典范。不仅如此,更有新型的公司以其特色的技术加入低压、低功耗芯片的竞争。典型的如Philips Semiconductors推出的 CoolRunner 960,是一种具有960个宏单元的CPLD,无论在何种应用中,都能提供标准的6ns传输延迟、工作于3v的电压下。该器件低功耗的关键是采用了Zer
o Power互连阵列,它用一个由外部逻辑实现的CMOS门,代替了其它CPLD常用的对电流敏感的运放。这样当其它的相等规模的CPLD需要消耗250mA的静电流时,CoolRunner 960的耗电不到100mA。
⑶ IP库的发展及其作用。为了更好的满足设计人员的需要,扩大市场,各大现场可编程逻辑器件的厂商都在不断的扩充其知识产权(IP)核心库。这些核心库都是预定义的、经过测试和验证的、优化的、可保证正确的功能。设计人员可以利用这些现成的IP库资源,高效准确的完成复杂片上的系统设计。典型的IP核心库有Xilinx公司提供的 LogiCORE和AllianceCORE。
(4)FPGA动态可重构技术意义深远。随着数字逻辑系统功能复杂化的需求,单片系统的芯片正朝着超大规模、高密度的方向发展。与此同时,人们却发现一个有趣的现象,即一个超大规模的数字时序系统芯片,在其工作时,从时间轴上来看,并不是每一瞬间系统的各个部分都在工作,而系统是各个局部模块功能在时间链上的总成。同时,人们还发现,基于 SRAM编程的FPGA可以在外部逻辑的控制下,通过存储于存储器中不同的目标系统数据的重新下载,来实现芯片逻辑功能的改变。正是基于这个称之为静态系统重构的技术,有人设想,能不能利用芯片的这种分时复用特性,用较小规模的FPGA芯片来实现更大规模的数字时序系统。在研究过程中,有人尝试了这种设想,发现常规的SRAM的FPGA只能实现静态系统重构。这是因为该芯片功能的重新配置大约需要数毫秒到数十毫秒量级的时间;而在重新配置数据的过程中,旧的逻辑功能失去,新的逻辑功能尚未建立,电路逻辑在时间轴上断裂,系统功能无法动态连接。但是,要实现高速的动态重构,要求芯片功能的重新配置时间缩短到纳秒量级,这就需要对FPGA的结构进行革新。可以预见,一旦实现了FPGA的动态重构,则将引发数字系统的设计的思想的巨大转变。
六. 结语。
综上所述,我们可以看到在新世纪,以FPGA为代表的数字系统现场集成技术正朝着以下几个方向发展。⒈随着便携式设备需求的增长,对现场可编程器件的低压、低功耗的要求日益迫切。⒉芯片向大规模系统芯片挺进,力求在大规模应用中取代ASIC。⒊为增强市场竞争力,各大厂商都在积极推广其知识产权IP库。⒋动态可重构技术的发展,将带来系统设计方法的转变。