FPGA选型

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工欲善其事必先利其器，开发FPGA的第一步，当然是选择一片符合你设计需求的芯片。
  但是芯片种类那么多，老板又要你越省越好，硬件工程师也天天问你到底该用哪块芯片，怎么办？
$ ~1 ?: ^  u1 }% r  今天正好可以跟大家聊聊这些问题，帮助大家从一个工程师走向一个设计师。
0 s' t( e; N3 R2 ?, P6 |  总而言之，遵循下面几个选型原则，基本上不会有大问题：
4 k/ L# \5 _& q, d) |  1. 器件特色  选片第一个关注的应该是FPGA器件的专用资源。
  例如是否需要高速接口，如果需要的话，需要多少个通道，各个通道需要的最高收发速度是多少。
  同样，如果需要实现运算量较大的算法模块时，则要求FPGA器件需要有大量的DSP模块，并拥有足够多的RAM块来配合这些DSP模块。
  
6 q/ A* B/ @' W8 \' q' [  2 规模大小  在选型时，因为FPGA设计还未开始，很难确定FPGA器件的规模。
4 ?, l  f+ |4 N9 K- I8 V  通常的做法是，针对本次设计中想要用的FPGA器件系列，重新编译之前的某些功能模块，以便获得一个大致正确的规模估计。
  如果设计中使用了IP，这些IP核也需要编译后，加入到总面积估算中。
  再将需要加入的新功能进行设计估算。
6 E8 }. u8 y, O9 o3 _& A  两方面加起来后，在此基础上预估再增加20%-30%，基本上可以满足之后的设计需求。
9 S' H0 E: `# R9 }" ^. o' j! t% y  甚至有时，现有的嵌入式逻辑分析仪也需要耗费内部存储模块，调试过程的资源消耗可能也需要考虑在内。
7 P& a- v; w6 A. M9 O  若FPGA留有余量：
  

• 避免时序收敛对设计的影响，减少开发周期，快速进入板上调试阶段；
• 则对设计后期修改或产品版本更新所增加的逻辑单元，就能比较容易的被接纳；
  

# A: `! m  H6 B6 D% q! |0 i  设计在FPGA上正常运行后，如果FPGA上有大量未使用的资源，此时可以考虑换区一个比较小的器件以降低成本，这时候要注意的就是引脚在移植代码时的修改问题。
  
  3 速度需求  首先需要分析功能需求，然后在平衡资源与速度后，估计速度需求。
  同样也可以根据之前的设计来确定，根据FPGA供应商提供的datasheet，在最大速度的基础上，留出足够的安全余量，确定选型。
  当然，也可以直接选择同类型的速度等级最高的器件，尽早的进入设计调试阶段。等功能完善之后，再选用一个较慢的FPGA器件来做降成本的设计。
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9 K2 w: {6 J" n7 M9 ]3 {* |" i  4 引脚  设计需要I/O接口类型，直接影响到FPGA器件所需要的引脚数目和封装类型。在此必须知道I/O标准和驱动强度，以及外部的接口电气标准。
1 W$ R4 s! u0 d4 x" N% M& P  同时需要关注设计中的信号完整性问题，这些都需要与硬件工程师讨论后，进行确定。
  甚至有时候调试阶段，也需要预留部分引脚作为调试引脚（内嵌逻辑分析仪的资源不够时）。
  
  5 IP的可用性  包括两方面：
& }* O+ ~+ z7 v4 e" p( c/ c, ]  一是芯片厂家的IP核的丰富性，如果提供足够多的IP核，覆盖我们的设计，当然是最好不过的；
  二是芯片厂家是否愿意以可接受的价格（更多可能是免费）的方式将这些IP核提供给我们。
  因为IP核的使用可以大大减少开发周期，缩短工时，降低开发成本，因此选型时也需要考虑这部分。
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! m/ }# b5 z8 Q+ Y  6 器件的可用性  一些老旧器件可能会面临停产的风险，如果开发周期超过两年以上，建议选择最新或者次新的器件，因为几年后，目前最新或者次新的FPGA器件在经济上是比较划算的，也不用担心停产，导致供货不足影响产品出货；
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  7 功耗  根据设计的功能需求，确定FPGA需要使用的电源。例如对IP核、I/O、transceiver等模块，提供各自独立的电源层，FPGA需要的电源个数越多，电路板上的元器件成本就越高。
  所以需要根据之前的设计、FPGA供应商提供的功耗评估软件等估算将要消耗的功耗，从而确定所需的器件。
  
  8 其他  其他方面包括：
  

• 器件的工具软件易用性，对于一些国产的FPGA器件，其开发软件稳定性较低，可能会额外增加开发成本，提高风险，因此在选型时，需要注意；
• 器件在高低温、强辐射等极端环境下的性能表现；
• 产品的继承性，一些常用功能模块的可移植性，考虑选型时，可能需要多考虑可以继承上一代产品的可用器件。
  

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  最后小结一个，说了那么多，其实记住两点就行：
  给老板和领导省钱；
  给自己和同事省事。
1 r: [$ w7 u% h$ C" ?  祝各位好运！
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Ele_insect

首要的问题是对数字电路技术基础知识的掌握，然后就是对硬件描述语言的掌握（veirlog或者VHDL）

niubility

当真正掌握了FPGA设计的本质后，需要使用某一个厂家的某一种FPGA的时候，只需要针对这个厂家的该型号的FPGA做一些了解就可以了，设计的基础还是一样的，以往积累的大部分经验都可以应用得上。

Maskman

选择主流厂家的流行的型号，这样更容易获取学习资源。

big_gun

Xilinx 的主流FPGA分为两大类，一种侧重于低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Spartan系列；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Virtex系列。