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FPGA器件級的設計決策

FPGA快樂學習 ? 來源:PGA快樂學習 ? 2023-02-13 11:26 ? 次閱讀

項目組或設計團隊成員的設計經歷及偏好是促使其選擇或放棄特定廠商及其工具集的兩個因素,這也很可能對最終FPGA器件廠商的選擇產生重要影響。如果早先內部團隊成員(或其他新加入到這個團隊的成員)使用這個廠商的器件及其工具集很好的實現了一些項目,那么這樣的選擇實際上非常正確。

選擇FPGA器件廠商、器件系列、工具集等,很大程度上還是要考慮設計團隊成員的設計經歷和偏好。話說“就熟不就生”,因為這在很大程度上會決定了設計復雜性高低和項目進度周期的快慢。當然了,其它因素諸如成本、資源、功耗、可移植、可升級等等也是需要考量的。總而言之,這也是一個需要綜合考慮的權衡決策。

FPGA器件的價格并不會隨著上市時間的增長而不斷下降。擁有更大體積的老型號產品會逐漸趨于穩定狀態,但價格上相比新系列會下降得更慢,甚至會有上漲的可能。

關于FPGA器件的價格,以筆者多年和代理商、現貨商打交道的經驗,簡單歸納為以下幾點見解。

● 從價格趨勢看,FPGA器件價格基本是與其資源高低成正比的。但是,每一個特定器件型號的當前市場銷量對價格也會有較大的影響。尤其是現貨市場,幾乎是以銷量定價格,在疫情這幾年的芯片亂世中,價格倒掛更是家常便飯。

● 不同系列的FPGA器件,制程工藝更先進的系列,其整體的資源性價比通常要高一些。但是,在先進制程的新系列剛剛推出的時候,由于市場銷量剛剛起步,其分攤成本還未消化,其資源性價比可能沒有什么優勢,甚至不如成熟的系列。

● 當某個新系列器件的市場供給量逐步超過老系列器件時,唯利是圖的FPGA廠商們通常會從整體的成本和收益出發,迫使用戶放棄或升級老系列器件。FPGA器件的生命周期比較長,FPGA器件廠商不會隨便做出EOL決定,但是其迫使舊系列器件用戶升級的辦法也很簡單——漲價!所以,在這個當兒,舊系列器件就沒啥性價比而言了。

● 關于FPGA器件的選型,記住一定要和代理商多溝通,盡量選擇目前使用廣泛、銷量較大的型號,這類器件不僅性價比高,而且供貨周期也更有保障。

在器件選型時,盡量避免選擇任何系列的器件中規模最大或者最小的型號。因為一旦選擇了一個系列器件中規模最大或最小的型號,將來在考慮產品的功能升級或成本消減等事項時,很可能因此大受限制。如果選擇一款在整個系列器件中處于中等規模的型號,那么在工程設計過程中一旦發覺早期低估了工程規模,則很容易就能夠將整個設計從當前規模的器件移植到同系列規模更大的器件;同樣的,如果發覺早期對資源的評估過于保守,當前器件對實際設計來說綽綽有余,若是必要,也很容易就可以將當前設計移植到同系列規模更小的器件中。

盡量避免選擇任何系列的器件中規模最大或者最小的型號,其原因在原文已有詳細的說明。關于器件資源的選擇,對于一些成熟的功能,設計者應該嘗試不斷的用更優化的設計和代碼降低資源的使用。有時,選擇資源余量過大的器件,反而不容易讓設計者警覺,對資源的使用往往不容易做更多的設計考慮,無形中浪費了很多非必須的資源,這就如同今天不斷增長的CPU性能被很多拙劣的軟件工程師的拙劣設計吞噬了一樣。與此相反,反而是略顯捉襟見肘的資源余量,更容易推動設計者設計出“物盡其用”的最優化電路。

到底預留多少資源余量最合適?筆者認為,在開發早期,工程還未實現或者設計者并沒有十足把握的時候,應該預留足夠的余量;而在開發后期,設計逐步定型完善后,除了必須的升級余量考慮外,不應該再預留太多的余量,反而應該適當的收一收。為了達到不同設計資源器件的“收放自如”,選擇一款可上可下的器件封裝型號是一個非常明智的選擇。

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