FPGA在汽車(chē)電子領(lǐng)域顯身手

如今，汽車(chē)電子設計面臨著(zhù)安全性、空間限制與嚴格的溫度差距范圍以及不斷變化的標準與協(xié)議的挑戰。另外，未來(lái)汽車(chē)將融合通信、娛樂(lè )、導航等技術(shù)，功能將不斷擴展，新車(chē)型將不斷推出，上市時(shí)間、MCU過(guò)時(shí)的問(wèn)題也成為汽車(chē)電子面臨的挑戰之一。Actel公司應用工程師戴夢(mèng)麟先生認為，以往采用ASIC方案，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間長(cháng)，并且需求量要很大，才具備成本效益。在這種情況下，FPGA(現場(chǎng)可編程門(mén)陣列)成為非常有前途取代ASIC的方案。 
 

　　中國單片機公共實(shí)驗室主任呂京建表示，進(jìn)入21世紀，汽車(chē)電子的核心技術(shù)進(jìn)入了以數字技術(shù)為基礎的網(wǎng)絡(luò )計算平臺時(shí)代,即數字汽車(chē)時(shí)代。數字汽車(chē)時(shí)代的一個(gè)特征使得汽車(chē)電子產(chǎn)品需要大量的可重構，因而可能來(lái)不及做ASIC，標準、協(xié)議就又變了，因此FPGA會(huì )得到更大的發(fā)展。如今，一個(gè)30萬(wàn)至60萬(wàn)系統門(mén)陣可實(shí)現一個(gè)8位嵌入式系統，而100萬(wàn)以上系統門(mén)陣則可實(shí)現一個(gè)16位與DSP或一個(gè)32位嵌入式系統。 

　　有分析師預測，汽車(chē)FPGA市場(chǎng)總額將從2002年的800萬(wàn)美元，增至2004年的5000萬(wàn)美元，2006年將達到1.22億美元。 

　　新產(chǎn)品推陳出新適應FPGA新要求 

　　根據這種需求，在FPGA領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的賽靈思公司日前發(fā)表了專(zhuān)門(mén)面向汽車(chē)的FPGA新產(chǎn)品系列“Xilinx Automotive(XA)”。賽靈思推出XA系列的目的是替代目前汽車(chē)上配備的門(mén)陣列、微控制器、DSP、ASSP等。賽靈思相關(guān)負責人說(shuō)：“在LSI的性能方面，現有的DSP已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足遠程通信等應用領(lǐng)域對音頻及圖像處理性能的要求。而在專(zhuān)用電路上設計有乘法器的FPGA則可以提供高于現有DSP的處理性能?！盭A系列中可配備賽靈思及其合作伙伴提供的各種車(chē)載IP內核。 

　　Actel公司推出了Flash FPGA和反熔絲FPGA。戴夢(mèng)麟介紹，Flash FPGA有非揮發(fā)性，掉電時(shí)內容還能保存，另外還能同步編程。并且，Flash FPGA抗輻射，其安全性非常高，在設計完成后，不能隨便加載其他軟件。Flash FPGA是單芯片架構，它可把分立的元件整合，從而進(jìn)一步減少電路板面積，降低功耗。它是最具成本優(yōu)勢和高可靠性的FPGA解決方案。反熔絲FPGA只有FPGA整個(gè)面積的1/12，面積少，電容就少，功耗就低，速度也就越快。Actel的Flash FPGA和反熔絲FPGA產(chǎn)品提供的溫度范圍為-40℃至+125℃。此外，Actel還提供廣泛的IP支持，提供30多款內核，包括新的iLIN和iCAN內核。 

　　提供平臺解決軟硬件協(xié)同設計 

　　汽車(chē)電子向FPGA過(guò)渡成為必然的趨勢，但汽車(chē)電子向FPGA過(guò)渡的同時(shí)也帶來(lái)一些問(wèn)題，如軟硬件的協(xié)同設計問(wèn)題。 

　　奧騰公司上海代表處高級技術(shù)支持工程師張春生介紹說(shuō)，目前在市場(chǎng)上FPGA設計工具基本上都是單芯片，但FPGA硬件設計工具與嵌入式軟件工具是分開(kāi)的，沒(méi)有集成在一起，面臨著(zhù)文件的轉換與傳輸問(wèn)題。另外，某些方案受限于特定的供應商，選擇一家的FPGA芯片時(shí)，如在設計過(guò)程中轉向另一家的FPGA芯片，設計者就需重新學(xué)習新的設計軟件，這給產(chǎn)品上市時(shí)間造成很大的壓力。針對這些問(wèn)題，奧騰公司開(kāi)發(fā)了新的FPGA設計工具Nexar2004，它融合了元件與系統級設計技術(shù)，為基于FPGA的嵌入式系統開(kāi)發(fā)提供完整的、或進(jìn)行動(dòng)態(tài)設計的綜合開(kāi)發(fā)環(huán)境。它可進(jìn)行快速的FPGA片上系統開(kāi)發(fā)，將軟硬件的開(kāi)發(fā)集成在一個(gè)平臺上。另外它支持多種體系的FPGA結構，這為FPGA設計時(shí)帶來(lái)很大的靈活性。 

    Nexar庫里包含IP核和軟的處理器內核，它能夠在FPGA上實(shí)現帶處理器的大規模組合邏輯，容易實(shí)現多核設計。 

    Altera公司高級產(chǎn)品行銷(xiāo)經(jīng)理PaulEkas先生介紹，Altera公司提供的系統集成工具SOPC Builder使得設計工程師從可用的IP列表中選擇合適的IP模塊，通過(guò)這種方式自動(dòng)創(chuàng )建并整合FPGA協(xié)處理器和控制處理器的硬件與軟件架構。SOPC Builder可以滿(mǎn)足FPGA快速發(fā)展的性能要求，并適應FPGA不斷增強在復雜系統實(shí)現中應用的能力。