利用FPGA开发板进行ASIC原型开发的技巧

ASIC设计在尺寸和复杂性上不断增加，现代FPGA的容量和性能的新进展意味着这些设计中的2/3能够使用单个FPGA进行建模。然而，这些设计中仍然保留有1/3(那就是说，所有ASIC设计中的1/9)要求一个基于多个FPGA的原型开发板。 在ASIC原型开发中，FPGA开发板扮演着至关重要的角色，尤其随着ASIC设计的尺寸和复杂性的不断提升。现代FPGA的高容量和高性能使得大约三分之二的ASIC设计可以通过单个FPGA进行建模。然而，对于那些更为复杂的剩余三分之一（即所有ASIC设计的九分之一），则需要基于多个FPGA的原型开发板来完成。在过去，设计团队通常会选择自建定制的多FPGA原型板，但现在，使用现成的商业化开发板配合专业设计工具可以显著节省时间和成本。 仿真、模拟和基于FPGA的原型开发是ASIC设计验证的三大主要技术： 1. **仿真**：基于软件的仿真虽广泛应用，但因其运行速度比实际硬件慢6到10个数量级，导致验证效率低，特别是在大型系统中，软件验证的局限性明显。 2. **模拟**：硬件模拟虽然比仿真更快，但仍至少慢三个数量级，并且成本高昂，不适合大规模设计。 3. **基于FPGA的原型开发**：为了实现快速验证，例如在视频处理或嵌入式软件验证中，多个FPGA原型开发板成为了首选。它们能以接近实时的速度运行（10到80 MHz），提供真实的输入输出响应。 相较于自定义开发板，现成的多FPGA原型开发板有以下优势： - **时间效率**：现成的开发板可节约数周的开发时间，避免数月的验证延迟。 - **成本效益**：使用现成开发板能显著降低非重复工程（NRE）费用。 - **快速上市**：对于需要快速展示设计功能或软件开发平台的公司，现成的开发板更为合适。 过去，工程师倾向于自建定制开发板，认为这样可以获得更好的性能、更灵活的接口和更低的成本。然而，实际情况是，设计高效的多FPGA原型开发板需要深厚的专业知识和经验，而现成的商业化开发板经过多代优化，性能往往不亚于定制版，同时提供了标准接口和预集成的功能，降低了项目风险和复杂性。 现成的多FPGA原型开发板市场正在迅速发展，市场规模已接近传统硬件模拟市场的四分之三，这表明越来越多的工程师和公司开始接受并利用这一资源，以提高ASIC设计的验证质量和速度。 利用FPGA开发板进行ASIC原型开发是应对复杂设计挑战的有效策略。选择现成的多FPGA原型开发板结合专业设计工具，不仅可以提升验证效率，还能降低项目成本，缩短产品上市时间，对于现代ASIC设计来说，这是一种值得采纳的最佳实践。