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用FPGA创下一代新爆品为何是大趋势

2017年08月29日 07:02 次阅读

在一个领域中,如果唯一不变的就是变化,不需要对电子技术和设计方法的发展变化做多少回顾,就能见证到变化是如何使设计工程师能够创建出下一代创新产品。

微处理器得到大规模应用后,价廉物美的新技术为基于软件的革新性电子产品设计打开了大门,这就是一个很好的例子。简言之,把设计的主要元素——在这儿是控制“智能”——转入到软件领域后,设计工程师就可以在更短时间内创建出更好、更智能、更廉价的产品。

这个变化意味着嵌入式软件开发人员是当今定义电子产品功能和特性的主要推动者,并且最终要把硬件生产出来。该方法的成功因素在于减少硬件复杂度和把设计的控制元素转变到可编程领域带来的开放灵活性。

把软件设计提升一个水平

现在大容量、低成本可编程器件的到来给电子产品设计的发展带来了同样的希望,因为在软件领域定义系统硬件本身已经成为可能,比如大容量FPGA这样的大规模器件对满足这一需求十分理想。这些期间一般可用于构建系统外设逻辑功能块的大件部分,包括总线接口、I/O块、甚至内存。把大量逻辑引入FPGA领域对硬件开发具有深远影响,并为‘软’设计的新时代打开了一扇大门,这为设计提供了前所未有的灵活性,同时具有减少板级尺寸和复杂性的无穷潜力。

虽然它具有对电子产品开发过程起到革命性作用的潜力,但多数嵌入式软件开发人员仍像以前一样工作——在设计流程的开始阶段选择分立的硬件处理器、创建物理平台,然后写软件使用该平台。人们在嵌入式系统开发的“软”硬件领域缺乏探索,主要原因在于缺少让C程序员在可编程硬件级发挥技巧的工具。

  在一个领域中,如果唯一不变的就是变化,不需要对电子技术和设计方法的发展变化做多少回顾,就能见证到变化是如何使设计工程师能够创建出下一代创新产品。  微处理器得到大规模应用后,价廉物美的新技术为基于软件的革新性电子产品设计打开了大门,这就是一个很好的例子。简言之,把设计的主要元素——在这儿是控制“智能”——转入到软件领域后,设计工程师就可以在更短时间内创建出更好、更智能、更廉价的产品。  这个变化意味着嵌入式软件开发人员是当今定义电子产品功能和特性的主要推动者,并且最终要把硬件生产出来。该方法的成功因素在于减少硬件复杂度和把设计的控制元素转变到可编程领域带来的开放灵活性。  把软件设计提升一个水平  现在大容量、低成本可编程器件的到来给电子产品设计的发展带来了同样的希望,因为在软件领域定义系统硬件本身已经成为可能,比如大容量FPGA这样的大规模器件对满足这一需求十分理想。这些期间一般可用于构建系统外设逻辑功能块的大件部分,包括总线接口、I/O块、甚至内存。把大量逻辑引入FPGA领域对硬件开发具有深远影响,并为‘软’设计的新时代打开了一扇大门,这为设计提供了前所未有的灵活性,同时具有减少板级尺寸和复杂性的无穷潜力。  虽然它具有对电子产品开发过程起到革命性作用的潜力,但多数嵌入式软件开发人员仍像以前一样工作——在设计流程的开始阶段选择分立的硬件处理器、创建物理平台,然后写软件使用该平台。人们在嵌入式系统开发的“软”硬件领域缺乏探索,主要原因在于缺少让C程序员在可编程硬件级发挥技巧的工具。    确实,当前多数FPGA设计流主要都来自芯片设计领域,需要非常专业的技巧。要超越FPGA胶合逻辑应用需要更广阔的视野,包括充分利用可编程器件,把尽可能多的硬件引入到软领域中。  这包括引入处理器功能本身,现在FPGA内的软处理器正越来越多地转变成嵌入式平台。从根本上说,改用带FPGA的软处理器会带来结构灵活性、板卡尺寸更小、更简单的优点,但深层次的应用会带来更吸引人的优点。当利用FPGA的可编程特性获得处理器顶层的抽象层时,就为嵌入式开发人员打开了无限可能,——不仅在软件中实现抽象级设计,而且在硬件中也实现了。  试想这样一个系统:  处理器通过可配置硬件(本质上是一个硬件包裹)与其内存和外设连接——这就抽象了处理器的接口。简单地对FPGA重新编程就改变了硬件包裹,系统设计师可以轻易地改变处理器内核,甚至在硬的或软的处理器之间转换,无需修改其他系统硬件。从系统的角度来看,所有处理器都是相似的,这就简化了硬件设计流程。当然,把这延伸到应用软件领域也需要可以在处理器之间提供C级别兼容性的编译器。  基于FPGA开发平台拥有诸多的优点,各大厂商都有在布局  FPGA作为“中国强芯”战略产品的重头戏之一,国内FPGA厂商高云半导体、同创国芯(属于紫光集团)、上海安路科技等。  致力于开发国产FPGA解决方案并推动其产业化的高云半导体,通用LVDS变速箱接口IP实现了内部逻辑和外部接口之间时钟频率和数据位宽的切换,并保证数据吞吐量守恒,同时支持发送功能和接收功能,高云所有FPGA芯片收发变速箱切换比例都支持1:1、1:2、1:4、1:7、1:8和1:10。此外GW1N-6/9器件还支持1:16切换比例。针对随路时钟和随路数据相位关系的不同需求,高云通用LVDS变速箱接口解决同时支持边沿对齐方式和中间对齐方式。  高云FPGA芯片提供专用的单元模块用于构建高速LVDS接口,可根据特定的带宽、对齐方式、收发功能以及切换比例需求,整合单元模块并协同工作实现相应的功能。    高云产品应用经理徐才先生表示,“TCON市场应用,通过FPGA控制液晶屏的时序动作,将输入视频信号如LVDS信号,转换成数据驱动电路所用的形式如Mini-LVDS或者RSDS信号,传递到数据驱动电路,控制数据驱动电路适时开启,高云FPGA芯片在LVDS差分引脚数以及LVDS接口性能方面恰与TCON市场需求相契合。”  高云通用LVDS变速箱接口IP,参考设计及开发板支持GW1N-4K FQPF144封装FPGA芯片对接通用LVDS接收信号以及mini-LVDS发送信号,后续升级版会支持GW2A系列FPGA芯片,进一步提升LVDS I/O接口性能。  国外方面,Xilinx、 Altera、Lattice、Microsemi4家公司手握9000余项专利,几乎垄断这个市场。  不难发现,自FPGA问世以来,在复杂逻辑电路以及数字信号处理领域中扮演着越来越重要的角色,凭借性能、上市时间、成本、稳定性和长期维护方面的优势,在通信、医疗、工控和安防等领域占有一席之地,在过去几年也有极高的增长率。而近几年,由于云计算、高性能计算和人工智能的繁荣,拥有先天优势的FPGA的关注度更是到达了前所未有的高度。  加之人工智能是当前整个科技产业探索的未来方向,也是互联网领域的下一个浪潮。芯片处于的人工智能产业链的最上游,为中下游产业链提供计算处理能力及相关解决方案,芯片决定了智能设备发展的深度。以FPGA来实现人工智能应用,具有非常大的优势,可以很轻松地进行各种修改或升级,以便在最短时间内支持新的人工智能算法。

确实,当前多数FPGA设计流主要都来自芯片设计领域,需要非常专业的技巧。要超越FPGA胶合逻辑应用需要更广阔的视野,包括充分利用可编程器件,把尽可能多的硬件引入到软领域中。

这包括引入处理器功能本身,现在FPGA内的软处理器正越来越多地转变成嵌入式平台。从根本上说,改用带FPGA的软处理器会带来结构灵活性、板卡尺寸更小、更简单的优点,但深层次的应用会带来更吸引人的优点。当利用FPGA的可编程特性获得处理器顶层的抽象层时,就为嵌入式开发人员打开了无限可能,——不仅在软件中实现抽象级设计,而且在硬件中也实现了。

试想这样一个系统:

处理器通过可配置硬件(本质上是一个硬件包裹)与其内存和外设连接——这就抽象了处理器的接口。简单地对FPGA重新编程就改变了硬件包裹,系统设计师可以轻易地改变处理器内核,甚至在硬的或软的处理器之间转换,无需修改其他系统硬件。从系统的角度来看,所有处理器都是相似的,这就简化了硬件设计流程。当然,把这延伸到应用软件领域也需要可以在处理器之间提供C级别兼容性的编译器。

基于FPGA开发平台拥有诸多的优点,各大厂商都有在布局

FPGA作为“中国强芯”战略产品的重头戏之一,国内FPGA厂商高云半导体、同创国芯(属于紫光集团)、上海安路科技等。

致力于开发国产FPGA解决方案并推动其产业化的高云半导体,通用LVDS变速箱接口IP实现了内部逻辑和外部接口之间时钟频率和数据位宽的切换,并保证数据吞吐量守恒,同时支持发送功能和接收功能,高云所有FPGA芯片收发变速箱切换比例都支持1:1、1:2、1:4、1:7、1:8和1:10。此外GW1N-6/9器件还支持1:16切换比例。针对随路时钟和随路数据相位关系的不同需求,高云通用LVDS变速箱接口解决同时支持边沿对齐方式和中间对齐方式。

高云FPGA芯片提供专用的单元模块用于构建高速LVDS接口,可根据特定的带宽、对齐方式、收发功能以及切换比例需求,整合单元模块并协同工作实现相应的功能。

用FPGA创下一代新爆品为何是大趋势

高云产品应用经理徐才先生表示,“TCON市场应用,通过FPGA控制液晶屏的时序动作,将输入视频信号如LVDS信号,转换成数据驱动电路所用的形式如Mini-LVDS或者RSDS信号,传递到数据驱动电路,控制数据驱动电路适时开启,高云FPGA芯片在LVDS差分引脚数以及LVDS接口性能方面恰与TCON市场需求相契合。”

高云通用LVDS变速箱接口IP,参考设计及开发板支持GW1N-4K FQPF144封装FPGA芯片对接通用LVDS接收信号以及mini-LVDS发送信号,后续升级版会支持GW2A系列FPGA芯片,进一步提升LVDS I/O接口性能。

国外方面,Xilinx、 Altera、LatTIce、Microsemi4家公司手握9000余项专利,几乎垄断这个市场。

不难发现,自FPGA问世以来,在复杂逻辑电路以及数字信号处理领域中扮演着越来越重要的角色,凭借性能、上市时间、成本、稳定性和长期维护方面的优势,在通信、医疗、工控和安防等领域占有一席之地,在过去几年也有极高的增长率。而近几年,由于云计算、高性能计算和人工智能的繁荣,拥有先天优势的FPGA的关注度更是到达了前所未有的高度。

加之人工智能是当前整个科技产业探索的未来方向,也是互联网领域的下一个浪潮。芯片处于的人工智能产业链的最上游,为中下游产业链提供计算处理能力及相关解决方案,芯片决定了智能设备发展的深度。以FPGA来实现人工智能应用,具有非常大的优势,可以很轻松地进行各种修改或升级,以便在最短时间内支持新的人工智能算法。

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vivoX21主打异形刘海_“从0到1”:有升级...

在用户对于更高的屏占比的孜孜追求下,厂商们自然也是掏空心思研发拥有更大屏占比的屏幕,甚至不放过正面摄...

发表于 2018-04-02 06:37 630次阅读
vivoX21主打异形刘海_“从0到1”:有升级...

机器学习真的很重要 2.5万工程师艰难转型

卡森霍尔盖特(Carson Holgate)正在接受忍者培训。 但这里的忍者指的并不是武术她已经有不...

发表于 2018-04-02 03:24 138次阅读
机器学习真的很重要 2.5万工程师艰难转型

看谷歌如何用人工智能增加农业产出

无论什么行业,都能很AI!无人机和地面机器人也可以有效地支持农业。X部门开创了运货无人机项目Proj...

发表于 2018-04-01 23:59 413次阅读
看谷歌如何用人工智能增加农业产出

2030年人工智能将给交通、医疗、安全等方面带来...

如今,我国正在人工智能领域加速崛起。到2030年,我国人工智能发展将达到第三阶段,对于经济、社会的影...

发表于 2018-04-01 23:57 707次阅读
2030年人工智能将给交通、医疗、安全等方面带来...

遗传学家许田:生物医学+人工智能最猛烈的一次科技...

许田,遗传学家,生长调控领域的主要创始人,西湖大学教授,美国耶鲁大学兼职教授。当生物医学遇到人工智能...

发表于 2018-04-01 10:26 392次阅读
遗传学家许田:生物医学+人工智能最猛烈的一次科技...

面向高性能计算和人工智能聚焦VDI的GPU部署

由于图形和视频在常见生产力类应用中的使用大量增加,对于众多传统知识型岗位工作者来说,GPU已经成为其...

发表于 2018-04-01 08:49 1679次阅读
面向高性能计算和人工智能聚焦VDI的GPU部署

2018年AI领域最值得关注的九大前沿发展趋势

除了持续升温的面部识别、语音交互、边缘计算,2018年AI还有哪些新玩法呢?

发表于 2018-04-01 08:44 2639次阅读
2018年AI领域最值得关注的九大前沿发展趋势

骁龙845究竟是如何增强移动体验?

作为全球首个支持 Cat.18 下载速度的调制解调器,骁龙 X20 集成在骁龙845 芯片组中,提供...

发表于 2018-04-01 08:22 1220次阅读
骁龙845究竟是如何增强移动体验?

2018年全国各地人工智能最新产业政策分析:转向...

全国各地人工智能行业最新政策,连续两年的政府工作报告提到人工智能,可以看出在人工智能已成为引领科技发...

发表于 2018-04-01 00:31 1360次阅读
2018年全国各地人工智能最新产业政策分析:转向...

博物馆加载AI 现代科学使用信息技术守护文明

21世纪最时髦的技术,改变的不仅是未来,在被称为“最古老的研究”的文物与博物馆界,感受到的变化可能更...

发表于 2018-03-31 11:34 321次阅读
博物馆加载AI 现代科学使用信息技术守护文明

人工智能发展现状分析 类脑智能有望率先突破

2017年中国人工智能核心产业规模超过700亿元,随着国家规划的出台,各地人工智能相关建设将逐步启动...

发表于 2018-03-31 11:21 580次阅读
人工智能发展现状分析 类脑智能有望率先突破

无人车最关键的一环是高精地图

很多人都关注无人车的发展,殊不知无人车技术中,有十分重要的一环,是无人车的高精地图。

发表于 2018-03-31 11:17 450次阅读
无人车最关键的一环是高精地图

区块链和AI可以说是技术领域的两个极端方面

电力消耗:挖矿是一项极其困难的任务,需要大量的电力(以及金钱)才能完成。而AI已经被证明是优化电力消...

发表于 2018-03-31 11:04 1083次阅读
区块链和AI可以说是技术领域的两个极端方面

人机交互进不断迭代 中国企业优势更为凸显

随着对话式AI生态系统的不断丰富,新产品、新应用也为金融、零售、医疗、制造、政府、教育等六大传统行业...

发表于 2018-03-31 11:01 429次阅读
人机交互进不断迭代 中国企业优势更为凸显

NVIDIA发布新框架,加速训练自主机器

NVIDIA宣布扩展其Isaac平台以构建机器人应用,此举将加速机器人在各行各业中的开发与部署。

发表于 2018-03-31 10:37 218次阅读
NVIDIA发布新框架,加速训练自主机器

物联网是一张什么“网”?怎么“联”?目前的趋势发...

由于互联网发展得已经很成熟了,就先说说互联网吧。现阶段的互联网早已不满足于收发邮件、文件传输、Web...

发表于 2018-03-31 10:04 578次阅读
物联网是一张什么“网”?怎么“联”?目前的趋势发...

自动驾驶:“新鲜送达餐桌”的使命,由科技来完成

正在经历一场革命

发表于 2018-03-31 09:54 456次阅读
自动驾驶:“新鲜送达餐桌”的使命,由科技来完成

为何MEMS传感器越来越受到青睐?

以可穿戴市场为例,目前正在开发的传感器包括气体传感器和生物传感器,这些器件将会让穿戴产品变得更实用,...

发表于 2018-03-31 09:44 2002次阅读
为何MEMS传感器越来越受到青睐?

谷歌为AI人才应届生开56万年薪

谷歌为AI人才应届生开56万年薪

发表于 2018-03-31 09:35 224次阅读
谷歌为AI人才应届生开56万年薪

Nvidia发布世界最大GPU

日前,英伟达GTC 2018(GPU Technology Conference 2018,以下简称...

发表于 2018-03-31 09:12 351次阅读
Nvidia发布世界最大GPU

阿尔法鹰眼项目未来的发展趋势

阿尔法鹰眼,正式成立于2016年7月,是一家通过世界领先的生物情感识别技术,发现识别潜在可疑危险人员...

发表于 2018-03-31 09:00 168次阅读
阿尔法鹰眼项目未来的发展趋势

中国人工智能产业能够突飞猛进的原因在哪?

人工智能已然成为全球关注的焦点,各国都相继强化全面布局,争夺未来主导权。在人工智能领域的发展上,美国...

发表于 2018-03-31 08:53 354次阅读
中国人工智能产业能够突飞猛进的原因在哪?

十大模块:你需要了解的人工智能设计和构建

感谢关注机器人博览国内最具影响力的集机器人/VR/AI产业研究、行业资讯、前言技术为一体的垂直领域服...

发表于 2018-03-31 08:47 1239次阅读
十大模块:你需要了解的人工智能设计和构建

人工智能、大数据和云计算相辅相成,“云”已逐渐成...

云计算从诞生至今,已成为较成熟的网络信息技术,在如今人工智能的热潮下,云计算将融入更多的人工智能,为...

发表于 2018-03-31 08:45 1281次阅读
人工智能、大数据和云计算相辅相成,“云”已逐渐成...

人工智能在未来将给生活带来哪些帮助?

如今,我国正在人工智能领域加速崛起。到2030年,我国人工智能发展将达到第三阶段,对于经济、社会的影...

发表于 2018-03-31 08:40 375次阅读
人工智能在未来将给生活带来哪些帮助?

DSP专家给你一个选择FPGA的理由

FPGA 对绝大多数的人来说相对有些陌生。经常有朋友问我,你们成天搞的这个 FPGA 到底是什么东西...

发表于 2018-03-31 08:20 1714次阅读
DSP专家给你一个选择FPGA的理由

“2017中国电子工程师生活与工作状况调查”结果...

今日发布“2011中国电子工程师生活与工作状况调查”结果。本次调查从2011年4月25日开始,至5月...

发表于 2018-03-31 07:14 236次阅读
“2017中国电子工程师生活与工作状况调查”结果...

当前人工智能市场八大痛点和三大趋势

2018年3月29日,由电子发烧友网主办的第一届中国AI与机器学习研讨会,在深圳南山科兴科学园召开。...

发表于 2018-03-30 17:46 371次阅读
当前人工智能市场八大痛点和三大趋势

首款黄色人种皮肤肿瘤人工智能辅助决策系统上线

首款黄色人种皮肤肿瘤人工智能辅助决策系统——优智AI 28 日在北京上线。

发表于 2018-03-30 17:16 373次阅读
首款黄色人种皮肤肿瘤人工智能辅助决策系统上线

拥抱人工智能的雷军给我们带来了什么?

就是说前置自拍单摄也可以做出双摄的虚化效果,让你自拍也美美哒。其实,这背后的原理主要是通过机器学习数...

发表于 2018-03-30 16:53 176次阅读
拥抱人工智能的雷军给我们带来了什么?

深圳云栖大会人工智能专场:探索视频+AI,玩转智能视频应用

发表于 2018-03-30 15:15 46次阅读
深圳云栖大会人工智能专场:探索视频+AI,玩转智能视频应用

【下载】《CPLD/FPGA的开发与应用》

发表于 2018-03-29 17:11 573次阅读
【下载】《CPLD/FPGA的开发与应用》

人工智能就业前景

发表于 2018-03-29 15:46 160次阅读
人工智能就业前景

怎么看FPGA管脚定义

发表于 2018-03-29 10:53 235次阅读
怎么看FPGA管脚定义

【下载】《FPGA高手设计实战真经100则》

发表于 2018-03-28 17:14 878次阅读
【下载】《FPGA高手设计实战真经100则》

全新一代人工智能计算引擎MaxCompute杭州开服,强化阿里云大数据能力,比肩谷歌微软

发表于 2018-03-28 14:33 55次阅读
全新一代人工智能计算引擎MaxCompute杭州开服,强化阿里云大数据能力,比肩谷歌微软

特权同学海量fpga资料

发表于 2018-03-26 16:16 295次阅读
特权同学海量fpga资料

勇敢的芯伴你玩转Altera FPGA连载57:3-8译码器实验

发表于 2018-03-26 16:13 242次阅读
勇敢的芯伴你玩转Altera FPGA连载57:3-8译码器实验

fpga逻辑资源

发表于 2018-03-24 11:04 225次阅读
fpga逻辑资源