Verilog HDL與VHDL及FPGA的比較分析
優(yōu)點:類似C語言,上手容易,靈活。大小寫敏感。在寫激勵和建模方面有優(yōu)勢。
缺點:很多錯誤在編譯的時候不能被發(fā)現(xiàn)。
優(yōu)點:語法嚴謹,層次結構清晰。
缺點:熟悉時間長,不夠靈活。
設計周期短,靈活。
適合用于小批量系統(tǒng),提高系統(tǒng)的可靠性和集成度。
FPGA前景:
1 擁有DSP
2 集成大量硬核、軟核??梢詰糜诙喾N場合。
3 片上系統(tǒng)
設計難點:
1 不同時鐘域轉換
2 高速電路設計,信號完整性
3 降低功耗
隨著現(xiàn)代芯片工藝的改進,FPGA的等效系統(tǒng)門達到到幾百萬門,而且工作頻率也隨之提高。FPGA也就大量的在電子產(chǎn)品中出現(xiàn)。在通信行業(yè),傳輸網(wǎng),醫(yī)療儀器,各種電子儀器,安防監(jiān)控,電力系統(tǒng),汽車電子,消費類電子中都大面積的使用。隨產(chǎn)品研發(fā)周期的逐步縮短,定制型產(chǎn)品的開發(fā)使FPGA在后面的應用面越來越廣。例如在2G通信,3G通信,以后的4G通信,wimax等等通信類的設備中它與DSP,MPU一起大量出現(xiàn)在其中。尤其是通信的數(shù)字化,軟件無線電等概念涌現(xiàn)到電子行業(yè)的各個領域,芯片設計的工藝的改進,45nm工藝的出現(xiàn),使得FPGA成為必不可少的流行的實惠的器件。
FPGA 最大的特點就是靈活,實現(xiàn)你想實現(xiàn)的任何數(shù)字電路,可以定制各種電路。減少受制于專用芯片的束縛。真正為自己的產(chǎn)品量身定做。在設計的過程中可以靈活的更改設計。而且它強大的邏輯資源和寄存器資源可以讓你輕松的去發(fā)揮設計理念,其并行執(zhí)行,硬件實現(xiàn)的方式可以應對設計中大量的高速電子線路設計需求。 FPGA比DSP擁有更快的速度,可以實現(xiàn)非常復雜的高速邏輯,F(xiàn)PGA比ASIC(專用芯片)有更短的設計周期和靈活性,免去昂貴的開版費用,而且可以隨時裁減,增加你想要的功能達到規(guī)避設計風險,回避芯片廠商的限制。另外知識產(chǎn)權的概念不斷涌現(xiàn),仿制別人抄襲,F(xiàn)PGA完全讓設計的智慧得以保護。讓公司的利益在較長時間內(nèi)得到保證。隨FPGA芯片供應商的重視和第三方公司的重視,現(xiàn)在有非?,F(xiàn)成的IP核被提供,進一步縮短設計周期縮短,減小開發(fā)成本?,F(xiàn)在很多免費的軟IP核和硬 IP核的出現(xiàn)更是壓縮了成本。
在目前的電子行業(yè)中真正懂得FPGA設計的工程師是非常緊缺的,很多公司要找到合適的FPGA工程師還是要費一番周折。那么FPGA設計的難點在什么地方呢?FPGA設計的第一條就是要設計者做到:你雖然寫的是軟件,但是你是地地道道的硬件工程師!很多工程師都在用軟件的思想在做,忽略了硬件本身。所以第一難點就是缺乏硬件思想的軟件設計者。第二難點就是對時序電路概念不清晰,很多時候都知道程序運行中的實際時序問題。第三個難點就是對多時鐘域的處理。第四個難點就是不清楚自己所應用的FPGA芯片的內(nèi)部結構。第五個難點對開發(fā)軟件沒有真正吃透,只是簡單的應用,常常忽略了其中很中的一些屬性設置和各個設計階段的報告。第六個難點缺乏對FPGA周邊硬件和所在系統(tǒng)的認識,使設計很被動。第七個難點程序設計沒有問題,仿真也沒有問題,綜合也沒有問題,但是最后不一定布線通過,布線通過時序不合格,即使合格在不同環(huán)境下出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。
在當前的FPGA器件提供商中XILINX和ALTEAR這兩家公司是份額最大的供應商,估計占90%以上。這兩家都有強大的技術支持,芯片的穩(wěn)定性和產(chǎn)品系列都特別的多。涵蓋了高中低幾個設計層次。如果要追求高可靠比如軍工,航天,強電磁干擾等條件下的設計可以考慮ACTEL公司的 FPGA,不過價格很貴。如果想一味的追求成本可以考慮LATTIC公司的FPGA,就是穩(wěn)定性和相同條件下的布線成功率較差。
在開發(fā)語言方面 VHDL和VORILOG是現(xiàn)在最流行的,其他還有ABEL,SYSTEM C這樣的語言,不過用的較少。VHDL就是語法嚴格,顯呆板,但是一旦語法檢查通過,程序上出錯的機會就比較小。VORILOG很靈活,類似C,比較容易上手,語法檢查通過,程序也不一定正確。其實語言不重要,重要的是設計思想。只有這個兩個語言中任意掌握一種就可以進行設計了。
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