4． 由于連接延遲時間的縮短，片上可編程系統(tǒng)（SOPC）能夠提供增強(qiáng)的性能，而且由于封裝體積的減小，產(chǎn)品尺寸也減少了。

       Altera公司為了實(shí)現(xiàn)SOPC的設(shè)計(jì)，不僅研制開發(fā)出新器件，而且還研制出新的開發(fā)工具對這些新器件提供支持，并且與新芯片及軟件相配合的是帶知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)級設(shè)計(jì)模塊解決方案，它們的參數(shù)可由用戶自己定義。芯片、軟件及知識產(chǎn)權(quán)功能集構(gòu)成了Altera完整的可編程解決SOPC方案--- Excalibur解決方案，如圖4給出了利用這一方案實(shí)現(xiàn)SOPC的流程圖。

 圖4 簡化的SOPC設(shè)計(jì)流程圖

       四．Actel公司研制開發(fā)的FPGA系列產(chǎn)品的主要特征

       Actel公司

一直是世界反熔絲技術(shù)FPGA的領(lǐng)先供應(yīng)商，主要有兩大系列的反熔絲FPGA產(chǎn)品--SX-A 系列和MX高速系列。SX-A系列FPGA的主要特點(diǎn)是功耗低、在接上了所有內(nèi)部寄存器之后，200MHZ運(yùn)行時的功耗不到1w，而且價格也較為低廉、并擁有良好的性能。

       SX -A（0.22/0.25um）和SX (0.35um) FPGA系列可以提供12,000到108,000個可用門；64-bit，66MHZ的PCI；330MHZ的內(nèi)部時鐘頻率，4ns的時鐘延遲，它的輸入設(shè)置時間小于0.6ns，不需要逐步鎖定的循環(huán)指令；可提供2.5v，3.3v和5v的電壓。這就使FPGA能夠具有一些以前無法實(shí)現(xiàn)的功能，使設(shè)計(jì)者能夠把多個高性能的CPLD壓縮到一片F(xiàn)PGA中，大大降低了功耗，節(jié)省了電路板空間，減少了費(fèi)用。

       另一方面，眾所周知采用反熔絲技術(shù)的FPGA盡管具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是卻有一個致命的弱點(diǎn)，即只能進(jìn)行一次性編程。這就為大規(guī)模FPGA產(chǎn)品的開發(fā)帶來了許多不便。為了彌補(bǔ)這一不足，近年來，Altel公司也在積極開發(fā)其它結(jié)構(gòu)類型的FPGA產(chǎn)品。最具代表的是其新近推出了一種非易失性、可重新編程的門陣列 -ProASIC FPGAs。該系列產(chǎn)品集于高密度、低功耗、非易失性和可重新編程于一身。ProASIC FPGAs的主要特點(diǎn)是：提供98,000到110,000個可用門；內(nèi)嵌擁有FIFO控制邏輯的兩端口SRAM（容量達(dá)到138,000比特）；提供大于200MHZ的內(nèi)部時鐘頻率；該系列產(chǎn)品的功耗僅是基于SRAM的FPGA產(chǎn)品的1/3到1/2（如圖5所示）。

圖5 ProASIC與SRAM FPGA在相同頻率下功耗的比較

       五．技術(shù)發(fā)展分析。

       從以上對Xilinx、Altera和Actel三家公司各自開發(fā)產(chǎn)品特征的介紹，我們可以看出2000年以FPGA為代表的數(shù)字系統(tǒng)現(xiàn)場集成技術(shù)發(fā)展的一些新動向，歸納起來有以下幾點(diǎn)：

       ⑴ 深亞微米技術(shù)的發(fā)展正在推動了片上系統(tǒng)（SOPC）的發(fā)展。越來越多的復(fù)雜IC需要利用SOPC技術(shù)來制造。而SOPC要利用深亞微米技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。隨著深亞微米技術(shù)的發(fā)展，使SOPC的實(shí)現(xiàn)成為可能。與以往的芯片設(shè)計(jì)不同，SOPC需要對設(shè)計(jì)IC和在產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)的方法進(jìn)行根本的重新評價。

       新的SOPC世界要求一種著重于快速投放市場的，具有可重構(gòu)性、高效自動化的設(shè)計(jì)方法。這種方法的主要要素是：1.系統(tǒng)級設(shè)計(jì)方法；2.高級的多處理器和特長指令字（VLIW）；3.應(yīng)用級映射和編譯。但是，真正推動SOPC設(shè)計(jì)的將是系統(tǒng)級設(shè)計(jì)而不是特定的硬件或軟件設(shè)計(jì)方法（如圖6所示）。系統(tǒng)級設(shè)計(jì)是把一個應(yīng)用當(dāng)作一個并行的通信任務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。著重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)活動的并行性以及在整個應(yīng)用中利用高度并發(fā)的、平行的特性。在SOPC領(lǐng)域中所要求的關(guān)鍵技術(shù)是在這些平臺上把一個應(yīng)用的系統(tǒng)級描述轉(zhuǎn)化成一個高效率的實(shí)現(xiàn)。

圖6 SOPC設(shè)計(jì)將被系統(tǒng)級設(shè)計(jì)而不是被特定的硬件或軟件設(shè)計(jì)方法驅(qū)動