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1、w毕业设计论文外文 资料翻译题 目: Latest Development Trend Observation of FPGA FPGA 技术开展探究 院系名称： 信息科学与工程学院 专业班级： 电子信息科学与技术 级 2 班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 副教授 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语： 该生的英文资料与设计题目密切相关，中文翻译语句通顺，意思准确，字数符合要求，说明该生具有一定的阅读英文资料的能力。 签名： 年 月 日 w附件 1：外文资料翻译译文 FPGA 技术开展探究一 绪言 自 1985 年 Xilinx 公司推出第一片现场可编程逻
2、辑器件FPGA至今FPGA 已经历了十几年的开展历史。在这十几年的开展过程中以 FPGA 为代表的数字系统现场集成技术取得了惊人的开展：现场可编程逻辑器件从最初的 1200 个可利用门开展到 90 年代的 25 万个可利用门乃至当新世纪来临之即国际上现场可编程逻辑器件的著名厂商 Altera 公司、Xilinx 公司又陆续推出了数百万门的单片 FPGA 芯片将现场可编程器件的集成度提高到一个新的水平。纵观现场可编程逻辑器件的开展历史其之所以具有巨大的市场吸引力根本在于：FPGA 不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低促使 FPGA
3、越来越多地取代了 ASIC 的市场特别是对小批量、多品种的产品需求使 FPGA 成为首选。 目前FPGA 的主要开展动向是：随着大规模现场可编程逻辑器件的开展系统设计进入quot片上可编程系统quotSOPC的新纪元芯片朝着高密度、低压、低功耗方向挺进国际各大公司都在积极扩充其 IP 库以优化的资源更好的满足用户的需求扩大市场特别是引人注目的所谓 FPGA 动态可重构技术的开拓将推动数字系统设计观念的巨大转变。 二 Xilinx 公司研制开发的 FPGA 系列产品的主要特征 Xilinx 公司自创造 FPGA 以来就不断的推出新器件和开发工具力求芯片的速度更高、功耗更低。其主要推出了 Virt
4、ex 系列和 SpantanTM 系列的 FPGA。Virtex系列突破了传统 FPGA 密度和性能限制使 FPGA 不仅仅是逻辑模块而成为一种系统元件。 而 SpantanTM 系列为替代 ASIC 的大容量 FPGA 树立了一个新的低本钱标准。 Virtex 系列 FPGA 集成了许多满足系统级设计要求的新性能具有独特的结构特点。整个 Virtex 系列由九种器件组成系统门数从 5 万到 100 万门1728 到 27648个逻辑单元提供给用户的 I/O 引脚数最多超过 500 个采用多种封装形式包括先进的 1.0mm FinePitchTMBGA 和 0.8mm 芯片封装采用 5 层金属
5、的 0.22 微米 CMOS w工艺实现 5V 容差的 I/O 接口借助于优选的时序驱动的布局和布线工具在 400MHz的 PCPU 上编译速度可达 20 万门/秒。 Virtex 系统的独特结构使它具有以下一些重要性能： 1.拥有四重数字化延时锁定电路DLL用于内外时钟同步使芯片到芯片间的通讯速度到达 200MHz所有器件从时钟到输出的延时均小于 3ns时钟可倍频和分频可进行 0090018002700 相移。 2.各种密度产品均设置向量式互连使布线快速可预测与内核配合良好。 3.Virtex 支持 3 级存储。它的 SelectRAM存储层为字节级分布式存储、千字节级块存储和兆字节级与外部
6、 DRAM 和 SRAM 的 SSTL3 接口存储块提供很高的频宽。 4.采用 SelectI/OTM 技术同时支持多种电压和信号标准。 5.兼容 66MHz/64 比特 PCI 和 Compact PCI。 三.Altera 公司研制开发的 FPGA 系列产品的主要特征 Altera 公司的基于 CMOS 的现场可编程逻辑器件同样具有高速、高密度、低功耗的特点。 该公司针对通信市场推出的新型低本钱器件-ACEX 系列。该系列的主要特点为：密度范围从 1 万到 10 万门配备锁相环PLL与 64 位、66MHZ 的 PCI兼容产品系列从原 1.8v 扩展至 2.5v提供系统速度超过 115MH
7、Z 的高性能。 Altera 公司还对 FPGA 的结构进行优化提供更多的嵌入式 RAM。新近推出的FLEX 10KE 系列器件是以前的 FLEX 10K 系列器件的增强型该系列在结构上采用了与 FLEX 10K 系列相同的逻辑块但片内嵌入式 RAM 是 FLEX 10K 系列的两倍而且增加了一个双端口 RAM这对通信应用来说是一个重要的优势所在。 quot片上可编程系统quotSOPC得到迅速开展主要有以下几个原因： 1.密度在 100 万门以上的现场可编程逻辑芯片已经面市 2.第 4 代现场可编程逻辑器件的开发工具已经成形可对数量更多的门电路进行更快速的分析和编译并可使多名设计人员以工程组
8、的方式同步工作 3.知识产权IP得到重视越来越多的设计人员以quot设计重用quot的方式对现有软件代码加以充分利用从而提高他们的设计效率并缩短上市时间 4.由于连接延迟时间的缩短片上可编程系统SOPC能够提供增强的性能而且由于封装体积的减小产品尺寸也减少了。 四.Actel 公司研制开发的 FPGA 系列产品的主要特征 w Actel 公司一直是世界反熔丝技术 FPGA 的领先供给商主要有两大系列的反熔丝 FPGA 产品-SX-A 系列和 MX 高速系列。SX-A 系列 FPGA 的主要特点是功耗低、在接上了所有内部存放器之后200MHZ 运行时的功耗不到 1w而且价格也较为低廉、并拥有良好
9、的性能。 众所周知采用反熔丝技术的 FPGA 尽管具有许多优点但是却有一个致命的弱点即只能进行一次性编程。这就为大规模 FPGA 产品的开发带来了许多不便。为了弥补这一缺乏近年来Altel 公司也在积极开发其它结构类型的 FPGA 产品。最具代表的是其新近推出了一种非易失性、可重新编程的门阵列 -ProASIC FPGAs。该系列产品集于高密度、低功耗、非易失性和可重新编程于一身。ProASIC FPGAs 的主要特点是：提供 98000 到 110000 个可用门内嵌拥有 FIFO 控制逻辑的两端口 SRAM容量到达 138000 比特提供大于 200MHZ 的内部时钟频率该系列产品的功耗仅
10、是基于 SRAM 的 FPGA 产品的 1/3 到 1/2。 五.技术开展分析。 从以上对 Xilinx、Altera 和 Actel 三家公司各自开发产品特征的介绍我们可以看出 2000 年以 FPGA 为代表的数字系统现场集成技术开展的一些新动向归纳起来有以下几点： 深亚微米技术的开展正在推动了片上系统SOPC的开展。越来越多的复杂 IC 需要利用 SOPC 技术来制造。而 SOPC 要利用深亚微米技术才能实现。随着深亚微米技术的开展使 SOPC 的实现成为可能。与以往的芯片设计不同SOPC 需要对设计 IC 和在产品中实现的方法进行根本的重新评价。 芯片朝着高密度、低压、低功耗的方向挺进
11、。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开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 IP 库的开展及其作用。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。 4FPGA 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、高密度的方向开展。与此同时人们却发现一个有趣的现象即一个超大规模
12、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 w一瞬间系统的各个局部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。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
13、现了 FPGA 的动态重构那么将引发数字系统的设计的思想的巨大转变。 六.结语。 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开展。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。芯片向大规模系统芯片挺进力求在大规模应用中取代 ASIC。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。动态可重构技术的开展将带来系统设计方法的转变。 w附件 2：外文原文Latest Development Trend Observation of FPGABy Eriac.Clerk AMI Semiconductor - EDN 18/2/2
14、002Since the company launched its first-Xilinx field-programmable logic device FPGAat1985. So far FPGA has experienced more than 10 years of development history. In thisprocess of development for more than 10 years digital system integration technology atthe scene represented by the FPGA made a surp
15、rising development: field programmablelogic devices has a development of having 1200 available gates initial to 250000available gates and even when the new century comes international famousmanufacturers Altera Corporation Xilinx Inc. of field programmable logic devices alsohave launched a kind of s
16、ingle FPGA chip with millions of gates makingfield-programmable device to raise to a new level of the degree of integration.when weTake a sweeping view of the field-programmable logic device development itsfundamental reason of huge market attraction is that FPGA electronic systems can notonly solve the small-size low-power consumption high reliability and other issues. andits short development cycle development of software less investment lower chippr
