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电子技术

创新智能电子产品开发

2017-5-7 23:44:08

电子产品设计潮流不断向前发展,目前FPGA在嵌入式系统设计中扮演日益重要的角色,可编程逻辑设计、嵌入式软件设计和板卡设计之间的相互依存度不断增高。但是,对于没有FPGA经验的设计人员而言仍存在不小的挑战:他们或者必须熟悉专业语言与低级开发板;或者需要借助于昂贵的专业设计工具。为解决上述问题,业界正在寻找新的方法来降低FPGA开发的复杂性以及对专业技能的要求。

 

“目前的发展方向是高层级FPGA开发系统,”Altium公司亚太区技术总监David Read表示,新型FPGA开发系统可避免使用HDL语言,并减少了对有关底层元器件架构的知识要求;易于保护系统功能不被仿制或逆向工程,设计中的“软”元素容易更新,实现设计过程的连续性。他指出,利用新一代开发工具所设计的软设计可不依赖于事先指定的硬件平台;而且,设计可以在最终硬件平台内继续进行,即使产品已经移交客户也仍然可行。

 

 


Altium亚太区技术总监David Read

 

目前FPGA正在向平台化趋势演进,通过运用FPGA平台,可以快速开发整个SoC系统。为了简化基于FPGA 的开发工作,加速新一代互连智能电子产品的研发,Altium公司推出全新的FPGA开发板--NanoBoard 3000。“NanoBoard 3000可为工程师提供开发 FPGA所需的全部软硬件以及即用型IP;设计人员可通过NanoBoard启动纯‘软’原型设计工作,然后在 NanoBoard 上对其进行现场部署,或者将其无缝转为PCB设计。”Read介绍,“这就意味着设计人员能够将更多精力放在创建产品的智能性与差异性方面。”

 

 


图1:NanoBoard 3000开发板。

 

通过 NanoBoard 3000,电子设计人员可采用 FPGA 中基于“软”处理器的系统构建新一代电子产品设计方案。“即使不具备任何 FPGA 专业技术的工程师也能使用 NanoBoard 3000和Altium Designer来构建、测试以及实施基于 FPGA 的嵌入式系统。”Read进一步介绍,工程师可在无需编写 HDL 或低级别驱动器代码的情况下,使用现成的组件来添加创建基于 FPGA 的嵌入式系统所需的一切,如处理器、存储器控制器、外设模块以及软件协议栈等。

 

目前,首款NanoBoard 3000采用Xilinx Spartan 3AN FPGA。此外,还将推出两款采用Altera与 Lattice FPGA的NanoBoard。需要注意的是,“在这三款备选的 NanoBoard 产品中,FPGA是固定的。” Read强调,“这与NanoBoard NB2不同,NB2采用可互换的FPGA子板,可在原型设计环境中随时进行比较测试。”

 

 


图2:采用NanoBoard 3000开发的舞台灯控制方案。

 

Altium还为NanoBoard 3000 FPGA 开发板添加了即时部署选项。设计人员将无需创建定制的PCB,便可使FPGA设计直接从概念创建过程进入部署实施阶段。“利用 NanoBoard 3000,设计人员可以在几天内完成 FPGA 原型设计。”Read现场展示了一款采用NanoBoard 3000迅速开发出的舞台灯控制方案,通过触摸控制实现舞台灯自由转动以及投射图案的变换等效果。“通过最新部署选项,设计人员只需数分钟即可完成产品的使用部署。”他介绍,使用模块化结构,设计人员可使用众多方式快速部署置于 NanoBoard 3000中的基于FPGA芯片的设计方案。诸如桌面上的、墙壁上的、在商业或工业场所应用的、多电路板设计应用的,以及外壳上配有TFT显示屏,或者没有配置TFT显示屏的等等。

借助于NanoBoard 3000外壳,设计人员可以开始真正的“软”原型设计,之后将其在现场进行部署。此外,“Altium Designer还为设计人员提供了能将其‘软’设计许可证升级成为板级许可证的可能,从而完成定制PCB 设计,”Read补充道,“籍由 NanoBoard 3000 完成的‘软’设计可被方便地转移到定制的 PCB 上。”

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