FPGA+MCU？！ 融合才是大势
事实上，工业市场是一个庞大的市场，任何一款主控芯片都无法完全将其覆盖。就工业应用领域而言，FPGA功耗大，可集成实现高性能，处理快速且没有延时，适合大平台大系统作业。相比之下专注于马达控制的MCU尽管具备功耗和成本优势但是处理速度不能够满足要求。而且现阶段，工业自动化市场领域对FPGA器件的要求越来越高，在这些应用中，新的市场环境产生了新的设计开发过程，亦增加了电子设备的复杂度，继而会导致显著增加硬件成本，延长了产品面市时间。故此，设计的灵活性、器件可靠性、低功耗和性价比成为各FPGA厂商的竞逐的焦点。
FPGA自从问世以来，就以强大的灵活性著称。FPGA最大的特点就是可以反复地编程、擦除、使用或者在外围电路不变的情况下用不同硬件电路实现各异的功能，并且，随着工艺技术的进步，FPGA的功耗不断降低，速度逐渐提高，同时成本也越来越低。而FPGA与MCU 融合的平台也已经显示出种种优势以及广阔的市场前景，我们从两大巨头的产品线路图就可以看出一二，Xilinx在FPGA+DSP方面走在行业前列，而Altera 则在FPGA+MCU领域持续发力。
Xilinx非常著名的XtremeDSP技术就是在FPGA中引入了DSP模块。XtremeDSP技术是针对航天和军用产品、数字通信、多媒体、视频和成像行业的高性能定制 DSP 解决方案。XtremeDSP 平台产品可以满足通信、MVI（多媒体、视频和成像）和军用产品行业中各种应用的要求。 Xilinx28nm All Programmable器件所具备可靠的、高速的数据传递和实时图像处理系统的性能，FPGA和DSP处理器相结合非常适于处理高度复杂的信号处理算法。
而Altera 的SoC 产品则在FPGA集成了MCU，通过硬核处理器系统（HPS）至FPGA宽带互联、硬件加速以及高性能存储器来提高系统性能。并增加设计的灵活性、提升器件可靠性、降低成本、加快产品上市速度。Altera 公司亚太区产品市场经理谢晓东曾表示，今后Altera 的FPGA产品将有一半会集成MCU，这将是Altera 重点发力领域。对于FPGA而言系统架构非常重要，在FPGA架构中集成了基于ARM的硬核处理器系统（HPS），包括处理器、外设和存储器接口。它同时实现了硬核知识产权（IP）的性能和低功耗特性，以及可编程逻辑的灵活性，同时满足性能要求。
据我们的了解，现在的电机控制需要高性能和高效率，对控制精度和响应时间提出了更高的要求。MCU通常侧重于I/O接口的数量和可编程存储器的大小，非常适用于有大量的I/O操作的场合，所以广泛应用在低成本，低功耗和对精度要求不高的系统中。但由于本身处理能力有限，应用的场合受到了比较大的限制。对于电机控制提出的更高要求，FPGA芯片固有的可编程性和并行处理的特点十分适合于中高端的电机控制应用。由于它以纯硬件的方式进行并行处理，而且不占用CPU的资源，所以可以使系统达到很高的性能。两者的优势互补开始成为FPGA器件厂商研发的重点方向。
而随着可编程芯片系统SOPC（System On a Programmable Chip）的出现，相当多的FPGA里面都集成了DSP或者CPU，目前Xilinx和Altera的FPGA都可以完成这样的工作，它们不但可以集成自己的软核，而且可以集成目前流行的PowerPC、ARM等硬核。这样，FPGA就可以完全实现DSP和MCU的功能。而且FPGA在内置的嵌入式处理器中还可以添加一些自定义指令，从而可以快速完成一些特定算法，并且可以根据需要定义芯片管脚。对于应用者而言，两者的结合不单可以节省成本，而且可以简化设计流程，加快产品面世速度。
对于需要强大效能和控制功能的工业应用来说，FPGA+MCU集成器件是一种理想解决方案。FPGA+MCU集成器件不仅不会替制造商带来新的设计挑战，还在新设计方案上提供了更多便利。FPGA+MCU集成器件为许多既需要FPGA功能又需要MCU功能的复杂工业应用场合提供了高性能、低功耗、快速设计、低成本的解决方案。
工商网监
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