面向低成本便攜式系統(tǒng)應(yīng)用的第一批 fpga 是在20世紀(jì)90年代末期出現(xiàn)在市場(chǎng)上的。在此之前，這一市場(chǎng)一直讓位給標(biāo)準(zhǔn)的固定功能器件。一開始，對(duì)于此類低成本應(yīng)用，fpga通常并不是成本最低的解決方案。然而，由于其能夠快速且容易地集成各種分離的邏輯器件，與替代方案相比，占用較少的電路板空間，且多數(shù)情況下會(huì)更省電，因此fpga很快就開始進(jìn)入許多消費(fèi)和工業(yè)市場(chǎng)。
但是，隨著可編程器件由內(nèi)核限制（core-limited）變?yōu)橐€限制（pad-limited），成本公式開始向有利于fpga的方向傾斜。當(dāng)管芯尺寸完全由所需i/o引線的數(shù)目決定而不是由內(nèi)核的邏輯數(shù)量決定時(shí)，就出現(xiàn)了引線限制。這種情況發(fā)生時(shí)，可編程性的布線開銷對(duì)管芯尺寸將不會(huì)再有太大影響，從而對(duì)器件成本也不會(huì)再有太大影響。
許多標(biāo)準(zhǔn)器件（如assp和asic等）出現(xiàn)引線限制現(xiàn)象已經(jīng)有一段時(shí)間了。當(dāng)工藝尺寸小于0.5μ時(shí)，在一些較小的fpga器件上，第一次遇到了引線限制問(wèn)題。
如今，低成本fpga正以基于90nm工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)先架構(gòu)引領(lǐng)工藝曲線。沿著工藝曲線的穩(wěn)步前進(jìn)，加上在更大尺寸晶片上越來(lái)越高的成品率，使得 fpga 成本大為降低。根據(jù)我們的計(jì)算，低成本fpga中每1000個(gè)邏輯單元（可編程器件中邏輯容量的一種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法）的成本自1998年以來(lái)已經(jīng)下降了30倍。
降低的器件成本，加上可編程性固有的吸引力，意味著許多系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)決策時(shí)將會(huì)認(rèn)真地在fpga方案與固定功能分離器件方案之間進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)隨著成本的繼續(xù)下降，現(xiàn)在fpga正在從成本及設(shè)計(jì)易用性、占用面積和功耗等方面取代各種分離邏輯和其他標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。
最新一代的低成本fpga器件系列還包含了平臺(tái)特性：對(duì)可提供高速dsp功能的嵌入式8位及32位處理器、嵌入式乘法器的支持，對(duì)差分信號(hào)、精密系統(tǒng)時(shí)鐘資源的內(nèi)置支持等等。利用這些特性可實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)集成度，從而為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供潛在系統(tǒng)成本和功耗節(jié)省。
本文詳細(xì)描述了低成本fpga器件的一些發(fā)展趨勢(shì)，并給出了一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)示例，說(shuō)明在一個(gè)低成本fpga內(nèi)實(shí)現(xiàn)的邏輯集成節(jié)省了bom成本，從而使設(shè)計(jì)更容易，功率特性更好。
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