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fpga的开发流程有哪些步骤?fpga和嵌入式系统的区别在哪里?

A面面观 2023-10-24 18:16 次阅读

fpga嵌入式系统的区别有哪些?小编先带大家了解一下。

FPGA和嵌入式系统在电子信息工程领域有着不同的应用和特点。

FPGA,即现场可编程门阵列,是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它作为专用集成电路ASIC)领域中的一种半定制电路而出现,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA在电子信息工程中是一种比较新兴的技术,它的应用范围也越来越广,包括可编程逻辑器件、数字信号处理、图像处理等多种应用。

嵌入式系统是以应用为中心,以现代计算机技术为基础,能够根据用户需求(功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等)灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。嵌入式系统在电子信息工程领域的应用也十分广泛,是一个比较热门的研究方向。嵌入式系统涉及嵌入式软硬件的开发,其中嵌入式软件开发主要与嵌入式操作系统、嵌入式应用软件等有关,而嵌入式硬件开发需要掌握硬件设计、模拟仿真PCB设计等技能。

另外,FPGA和嵌入式系统在设计和应用上也有一些区别。

FPGA主要是一种硬件设计的方法,它允许用户在硬件级别进行编程,通过编程来改变FPGA的硬件逻辑功能。FPGA在数字信号处理、图像处理、通信等领域有广泛的应用,其优点是并行处理能力强,可实现复杂的硬件逻辑功能。

嵌入式系统则更侧重于软件和硬件的结合,通常包括嵌入式操作系统、嵌入式应用软件等。嵌入式系统的设计需要考虑到系统的实时性、可靠性、能耗等问题,同时还需要考虑到与外部环境的交互和通信。

FPGA和嵌入式系统的开发工具和方法也有所不同。FPGA的开发通常需要使用硬件描述语言(如Verilog、VHDL等),而嵌入式系统的开发则需要使用嵌入式操作系统、编程语言(如C/C++Java等)等。

总的来说,FPGA和嵌入式系统都是电子信息工程领域中非常重要的技术,它们各自有不同的优点和应用领域。

fpga的开发流程有哪些步骤?这里给大家简述FPGA的开发流程。

FPGA验证流程包括以下步骤:

原理图设计:将设计的电路拆分成逻辑门、时钟控制器等基本部件,并将这些部件根据需要布局和布线。由于FPGA具有可编程性,因此一般使用HDL(Hardware Description Language)语言进行设计和模拟。

仿真验证:在进行FPGA设计之前,需要进行仿真验证,以保证设计的正确性。使用仿真工具对设计的电路进行模拟,可以快速检测出设计中的错误和不足之处。仿真验证需要注意时钟同步、数据传输、芯片会场布局等问题。

时序验证:在仿真验证通过后,需要进行时序验证,以确保设计的时序满足要求。这可以通过使用综合工具和布局布线工具来进行分析和验证。

功能验证:对所有功能进行充分的验证,尽早地暴露问题,保证所有功能完全正确,满足设计的需要。这可以通过编写测试平台和生成测试数据来完成。

板级调试:最后进行板级调试,将设计的FPGA芯片加载到实际的硬件环境中进行测试和调试,以确保其功能和性能符合要求。

下面我们再了解一下FPGA验证流程图,FPGA的设计流程就是利用EDA开发软件和编程工具对FPGA芯片进行开发的过程。FPGA的开发流程如下图所示,包括电路功能设计、设计输入、功能仿真、综合优化、综合后仿真、实现、布线后仿真、板级仿真以及芯片编程与调试等主要步骤。

相对于一般编程语言开发,FPGA 的开发过程更为繁琐,尽管 FPGA 也有 Verilog/VHDL 这样的代码语言去描述和定义逻辑功能,但 Verilog/VHDL 是硬件描述语言,跟 C/C++ 不同的是,经过后续的综合以后,可以直接生成对应的电路。

另外,FPGA 的开发流程主要包括 7 个部分,如下图所示:

FPGA 作为一种半定制化电路,具有 ASCII 芯片所没有的可编程的灵活性,又具有一般 CPU 所不具备的硬件层并行数据处理的优势,广泛用于图像处理、机器视觉无人驾驶等领域。在某种程度上,FPGA 可兼顾人工智能的大量计算需求和工业应用中低延时的要求。

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