利用低成本FPGA設計下一代游戲控制臺

基于平臺的游戲控制臺設計考慮因素

FPGA可以幫助系統設計者盡可能地節約成本并提供最大的靈活性，這是由基于平臺方法通過(guò)提供以下設計方針來(lái)實(shí)現的。

需求和模型可隨著(zhù)區域而變化：針對多個(gè)標準和格式提供可編程支持能加快產(chǎn)品上市時(shí)間；低成本和可靠的設計：集成全部的系統I/O接口、控制邏輯和調試功能，以支持連接至HDD和內部存儲器的ASIC/ASSP芯片組的橋接功能，定制的用戶(hù)接口邏輯可降低在新產(chǎn)品中的風(fēng)險；在最終測試期間和現場(chǎng)的安全編程能夠實(shí)現對多種標準的支持、協(xié)處理算法的增量升級以及易于對新功能進(jìn)行測試。

帶有嵌入式DSP解決方案的FPGA

在選擇面向平臺的可編程器件時(shí)，通常需考慮三種電路要求：面向協(xié)處理功能的嵌入式DSP的功能和性能、查找表(LUT)以及RAM塊(EBR)，這種協(xié)處理功能利用并行方法，針對具體應用以最優(yōu)成本對功能和性能進(jìn)行裁剪。低電壓差分信號(LVDS)和串行解串器(SERDES)可支持高速芯片至芯片接口，如HyperTransport、PCI Express或串行RapidIO。能夠安全地保護知識產(chǎn)權。

圖2顯示了一個(gè)滿(mǎn)足這些要求的FPGA解決方案。FPGA被連接到主CPU、圖像處理芯片、用戶(hù)接口和諸如無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)的其它關(guān)鍵ASSP。FPGA模塊執行協(xié)處理功能和硬件加速，并具有實(shí)現未來(lái)功能所必需的定制邏輯，這些功能是針對用戶(hù)接口或控制臺的其它部分。

圖2：可重構FPGA能支持多個(gè)I/O標準、高速接口以及針對硬件加速的協(xié)處理算法。

DSP協(xié)處理和硬件加速

盡管低成本FPGA通常工作在小于300MHz的系統時(shí)鐘頻率下，但通過(guò)并行地執行串行功能仍然可實(shí)現很高的DSP吞吐量(63,000MMAC)。例如，某個(gè)應用要求具有100MS/s采樣率的32抽頭FIR濾波器，那么需要帶有4個(gè)乘法器的通用DSP處理器以800MHz計算乘累加。具有32個(gè)乘法器的FPGA能夠在100MHz實(shí)現相同的濾波器。

與乘法器一樣，能夠靈活地利用FPGA的并行特性有益于存儲器訪(fǎng)問(wèn)。片上分布式存儲器可用來(lái)構建小容量高性能臨時(shí)存儲器，而片上嵌入式存儲塊可用來(lái)構建大容量高性能存儲器。DDR DRAM等片外存儲器則可以提供大容量、高性能存儲器。