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嵌入式系統(tǒng)與桌面PC結(jié)構(gòu)非常不同，但其底層技術(shù)發(fā)展卻是一樣的，而且遵循著類似發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)桌面PC轉(zhuǎn)向64位架構(gòu)來(lái)滿足不斷增長(zhǎng)的存儲(chǔ)器要求時(shí)，嵌入式系統(tǒng)也由于同樣的原因快速轉(zhuǎn)向32位處理器。
        桌面/服務(wù)器計(jì)算市場(chǎng)主要是圍繞x86架構(gòu)，大多數(shù)創(chuàng)新和差異都在系統(tǒng)級(jí)，如雙核、四核或多核中央處理架構(gòu)、集成圖像處理器單元和存儲(chǔ)器控制器等等。同樣，嵌入式系統(tǒng)則主要圍繞簡(jiǎn)單的32位RISC處理器，多核架構(gòu)、集成外設(shè)以及可配置處理等系統(tǒng)級(jí)發(fā)展，使得設(shè)計(jì)人員能夠快速適應(yīng)不斷變化的應(yīng)用要求。
        根據(jù)iSuppli的研究報(bào)告，2007年32位微控制器(MCU)市場(chǎng)將超過(guò)8位MCU市場(chǎng)。如圖1所示，32位MCU市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度超過(guò)了半導(dǎo)體市場(chǎng)其它部分的增長(zhǎng)速度，而8位MCU市場(chǎng)的份額過(guò)去幾年時(shí)間里則有所下降。
        這一趨勢(shì)的主要推動(dòng)力是嵌入式系統(tǒng)中軟件內(nèi)容和復(fù)雜性的不斷增加，因此直接產(chǎn)生的后果是需要更寬的存儲(chǔ)器總線(32位)來(lái)滿足軟件程序所使用的代碼和數(shù)據(jù)要求。與傳統(tǒng)微處理器不同，32位處理器不需要分段等存儲(chǔ)器管理技巧就可以處理更大的存儲(chǔ)器空間，因此使編程更容易。8位MCU必須采用難學(xué)難用的匯編語(yǔ)言來(lái)滿足小存儲(chǔ)器空間限制(少于32K字節(jié))，而許多32位嵌入式應(yīng)用則可以利用C/C++來(lái)編程，從而提高了嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人員生產(chǎn)力。更為重要的是，越來(lái)越多的操作系統(tǒng)(實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí))都提供現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)程序和軟件庫(kù)，從而使軟件開(kāi)發(fā)人員能夠集中于應(yīng)用本身的開(kāi)發(fā)。
        集成降低成本
        在摩爾定律的指引下，越來(lái)越細(xì)的硅工藝線寬使得32位嵌入式解決方案的成本不斷降低，從而可以滿足更多的應(yīng)用對(duì)價(jià)格的要求。此外，集成外設(shè)和片上存儲(chǔ)器進(jìn)一步降低了元器件和總體材料清單成本。通過(guò)集成針對(duì)手機(jī)和游戲機(jī)等垂直應(yīng)用而優(yōu)化的外設(shè)，許多器件的價(jià)格大大降低，直接推動(dòng)了市場(chǎng)增長(zhǎng)。
        價(jià)格壓力還導(dǎo)致只能在這些系統(tǒng)中集成一組固定的外設(shè)，因此通常的外設(shè)組合是面向大批量應(yīng)用的。然而，不可能有適用于所有應(yīng)用的萬(wàn)能器件，因此許多小批量、中等規(guī)模甚至大批量應(yīng)用都無(wú)法直接利用成品集成解決方案。其結(jié)果是設(shè)計(jì)人員必須采用額外的芯片來(lái)擴(kuò)展外設(shè)、分流處理器的負(fù)擔(dān)，或增加膠合邏輯。這也是可配置處理解決方案產(chǎn)生的原因。
        可配置32位處理
        根據(jù)Gartner Dataquest的報(bào)告，如圖2所示，基于FPGA嵌入式處理方案的應(yīng)用正在增長(zhǎng)，到2010年，約40%的FPGA設(shè)計(jì)將包括嵌入式處理器。因?yàn)槟軌蚨ㄖ茲M足特定應(yīng)用或產(chǎn)品的要求，嵌入系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員正在越來(lái)越多地采用基于FPGA的可配置處理解決方案。這一方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)集成降低成本，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的差異化。
        通過(guò)選擇同一FPGA系列中的不同器件，或者將設(shè)計(jì)重新適配到新的FPGA器件中，能夠針對(duì)更高性能、更低成本、或者不同的I/O標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行個(gè)性設(shè)計(jì)。這樣可以降低設(shè)計(jì)過(guò)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，從而保證設(shè)計(jì)是未來(lái)可用的。對(duì)于必須有長(zhǎng)使用壽命的產(chǎn)品(如汽車或工業(yè)應(yīng)用)，這是特別關(guān)鍵的一個(gè)因素。        本信息來(lái)源：CAD教育網(wǎng) www.cadedu.com

主題：在FPGA器件中置入可配置的32位處理器增加設(shè)計(jì)靈活度

在FPGA器件中置入可配置的32位處理器增加設(shè)計(jì)靈活度

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