多台FPGA原型验证平台系统如何实现自由互连

FPGA原型验证平台系统灵活性主要体现在其外部连接表现形式，由单片FPGA平台或者2片的FPGA，抑或是4片的FPGA组成一个子系统。然后由这些子系统去组成更大的几十片FPGA原型验证的系统，或者几百片FPGA原型验证系统。试想一下，市场上有20个或更多FPGA做在单块PCB电路板上的商用板，假如您的设计需要接近20个FPGA，那么这样的怪物板可能看起来很有吸引力。

另一方面，如果这个项目需要更少的FPGA，但下一个项目可能需要更多的FPGA，那么这样的电路板可能效率不高。所以，对于SoC芯片公司而言，允许扩展或分配FPGA数量的模块化系统可以产生更大的投资回报，因为在多个项目中可以重复使用FPGA原型验证子系统。例如，8个FPGA原型可能很适合10个FPGA板（为项目中期的增强留出空间），但如果可以添加额外的板，则使用两个4个FPGA板的模块化系统也可以。后一种方法将允许一个较小的后续项目独立使用四个FPGA板中的每一个，而尝试重用前十个FPGA板的效率将大大降低。        

这种思路适用于FPGA原型验证系统中的IO接口和外围设备子卡。仅仅因为设计有四个USB通道，所以电路板的选择不应仅限于提供该数量通道的电路板。一个灵活的平台将能够提供多达四个以上的任何数量。这也包括零，即母板可能不包括任何USB或其他特定接口，但应方便添加这些接口。其原因是，在基板上装载丰富的外围设备功能不仅浪费了金钱和电路板面积，最重要的是，它占用了专用于这些外围设备的FPGA引脚，无论它们是否被使用。

需要说明的是，模块化插件通常是支持IP核心的唯一方式，因为RTL不可用或需要敏感的PHY组件。这些显然不能在基板上提供，因此IP供应商或FPGA原型验证系统板供应商必须以另一种方式支持。 如果板和IP由同一供应商提供，则可以将一些优势传递给最终用户，因为IP经过预测试，可用于模块化板系统。此外，随着IP的发展，以满足下一代标准，设计者可以用新的附加IP子卡代替新标准，而不必扔掉其余的电路板。因此，FPGA板之间的一个重要区别是可用的附加外围功能的广度及其供应和使用的方便性。

通常，最终用户在选择基于FPGA的原型供应商时应避免一刀切，因为在大多数情况下，这将涉及设计、项目和商业妥协。客户应该期望供应商提供多种尺寸和类型的FPGA原型验证系统；例如，不同数量的FPGA、不同的IO接口等，但重要的是它们应该尽可能地交叉兼容，以便选择某个板不会排除以后添加其他资源。该方法还要求从供应商的库存中随时可以获得模块，因为如果获取用于构建平台的模块的时间过长，模块化的优势可能会丧失。       这种模块化方法的一个关键问题是，当信号在各个组件之间交叉时，以及实际上，这些组件是否甚至可以与足够的信号链接在一起时，可能会导致性能损失。因此，我们现在应该密切关注维护灵活性和性能所涉及的互连问题。  

编辑：黄飞