用FPGA避免微处理器过时

：“用FPGA避免微处理器过时” 在当前的电子设计领域，微处理器（微控制器）过时是一个常见的问题。随着技术的快速进步，器件供应商为了降低成本，往往会逐步淘汰旧的产品，导致设计师面临使用过时微处理器的挑战。微处理器过时问题的复杂性在于，许多微处理器包含多个版本的处理器核心以及集成的外围设备，这使得找到替代品变得困难。然而，FPGA（现场可编程门阵列）提供了一种有效的解决方案。 【FPGA的优势】 FPGA允许设计者将微处理器的核心和外围设备整合在一个单一的可编程平台上，如LatticeXP2 FPGA。以68HC11兼容的CPU核为例，只需要2600个slice就能实现完全可综合的代码。通过这种方式，FPGA不仅可以实现微处理器的功能，还能提高其运行速度，比如将68HC11的运行频率从8-12MHz提升到5倍以上。 【解决过时问题的策略】 面对微处理器过时，设计者有以下几种选择： 1. 完全再设计：如果供应商提供了替代元件，但指令集结构（ISA）不同，设计者需要对硬件和软件进行重新设计。这种情况下，考虑使用开源的软处理器，如LatticeMico32，它可以在任何FPGA或ASIC上免费移植，且不受GPL许可证限制。 2. 相同ISA，更高整合度：将原微处理器的软实现编程到FPGA，保持软件改动最小，同时整合其他电路板功能，降低硬件成本。 3. 二进制兼容，更高整合度：目标是使原始二进制代码能在新实现中无缝运行，减少软件修改，同时整合更多功能。 4. 二进制兼容，插座兼容：通过中间层电路板，实现引脚对引脚的替换，保持软件和硬件不变，如在LatticeXP2 FPGA中实现D68HC11 IP核，以替代不再生产的68HC11 MCU。 【案例分析】 一个典型的例子是客户需要与原68HC11功能和时序完全一致的替代方案，以确保现有的二进制代码无需修改即可运行。在这种情况下，采用FPGA（如LatticeXP2）实现D68HC11 IP核，不仅能提供二进制兼容性，还减少了对外部组件的需求，降低了整体设计的复杂性和成本。 FPGA提供了一个灵活且具有前瞻性的平台，可以有效地应对微处理器过时的问题。通过利用FPGA的技术曲线，设计者能够持续利用最新的逻辑密度，整合更多功能，同时保持与原有系统的兼容性，从而延长产品的生命周期，降低维护成本。