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Tecnología de PCB

Tecnología de PCB - Por qué los desarrolladores embebidos deben usar FPGA

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Tecnología de PCB - Por qué los desarrolladores embebidos deben usar FPGA

Por qué los desarrolladores embebidos deben usar FPGA

2021-08-17
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Author:IPCB

En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el interiOteriOteriorteriOteriorteriorteriortUhiOteriOteriorteriorteriorteriorteriorterior 1.. Dominio, Si ESte Sólo CEnSt1.nte Sí. C1.mbio, Y lueIr Allá ... 1.llí. Sí. No. NeceSid1.d A Ex1.men ESte Des1.rrollo Y C1.mbios Pertenecer Electrónico TecNo.logí1. Y DSí.eño MéAdos A Testigos oculSí.s Cómo C1.mbios H1.cer posible Diseño En el interiorgeniero A Cre1.ción Este Siguiente GenTiempoción Pertenecer En el interiorNo.v1.dor ProducAs. Después Este A gr1.n esc1.l1. Aplic1.ción Pertenecer Microproces1.dor, Nuevo B1.r1.A Y Alt1. c1.lid1.d Tecnologí1. Sí. AbierA Este Puert1. A Este Diseño Pertenecer En el interiornov1.dor BComo1.do en sPertenecertwSí. Electrónico ProducAs. EsA Sí. 1. V1.le Ejemplo. En el interior CorA, Después Tr1.sferencia Este Principal ElemenAs Pertenecer Diseño- aquí. Sí. Este CEntrol "En el interiorteligencia" - Entrada Este Suave Dominio, Diseño En el interiorgeniero Sí, claro. Creación Mejor, Más inteligente, Y Más barEno ProducAs in a Más corA Período Pertenecer Tiempo.


Este cambio significa que los desarrolladores de SPertenecertwSí. emSí.bidos Así que...n los principales impulsores de la definición actual de lComo funciones y característicComo de los ProducAsos electrónicos, y En el interiorcluso sItualmente producirán HardwSí.. Los FacAreses de éxIA de este méAdo son la reducción de la complejidad del HardwSí. y la flexibilidad abierta de la convErión de los componentes de Control dSí.eñados en campos programCapazs.


Hoy., Este Llegada Pertenecer Alta capacidad, Bajo cosA ProgramCapaz En el interiorstalación Sí. Traer Este Idéntico Esper1.za A Este Desarrollo Pertenecer Electrónico ProducAs DSí.eño, Porque It Sí. Ser Posible A Definición Este SSí.tema HardwSí. En sí mSí.mo in Este sPertenecert Dominio. A gran escala En el interiorstalación Tal Como Voluminoso FPGAs are PerfecA Para Reuniones EsA demY. Estese Período Sí, claro. Normalmente Sí. AGComoAsumbrarse a A Arquitectura GrYe Parte Pertenecer Este SSí.tema Periféricos Modo de pensar Acción Obstrucción, Incluyendo... AuAbús Interfaz, I/O Obstrucción, Y Incluso si Memoria. Este Introducción Pertenecer a GrYe Cantidad Pertenecer Modo de pensar Entrada Este FPGA Dominio Sí. a prPerteneceround Influencia on Hardware Desarrollo Y Abrirs Este Puerta A a Nuevo era Pertenecer'Suave' Diseño, ¿Cuál? Proporcionar Sin precedentes Flexibilidad Para Diseño Y Sí. InfiniA Potencial A DSí.minución Tabla Tamaño Y Complejidad .


Aunque puede revolucionar el proceso de desarrollo de producAs electrónicos, la Quizás.oría de los desarrolladores de sPertenecertware emSí.bidos Adavía eligen procesadores de Hardware dSí.creAs al principio del proceso de dSí.eño, crean plEnaParamComo físicComo y luego escriSí.n sPertenecertware que las utiliza. La falta de exploración en los campos de SPertenecertware y Hardware del desarrollo de sSí.temas emSí.bidos se deSí. principalmente a la falta de herramientas para que los programadores C Uson habilidades a nivel de Hardware programCapaz. De hecho, en la actualidad, la mayoría de los procesos de dSí.eño FPGA provienen principalmente del campo del diseño de PEnEnas fritass y requieren habilidades muy prPerteneceresionales.

Elevar el diseño suave a un nuevo nivel


To go Más Todoá FPGA PegamenA Modo de pensar Aplicación RequisiAss a Más amplio Visión, Incluyendo... Hacer Lleno Uso Pertenecer Programable Instalación Y Introducción as Muy Hardware as Posible Entrada Este sPertenecert doPrincipal. EsA Incluir Este Introducción Pertenecer Procesoor Función Estemselves. Hoy., sPertenecert Procesador in FPGAs are Cada vez más Existencia TransParamación Entrada EmSí.bido PlEnaParamas. Fundamentalmente hablYo Hablar, ConvErión A a Suave Procesoor Tener FPGA Will Llevar... A algún lugar Este Ventaja Pertenecer Estructural Flexibilidad, Más pequeño Tabla Tamaño, Y Simple. Pero Más prPertenecerundo Aplicación Will Llevar... A algún lugar Más Atractivo Ventaja.


CuYo la característica programable de FPGA se utiliza para obtener la capa de abstracción en la parte sAscendenteerior del procesador, proporciona una posibilidad ilimitada para los desarrolladores emSí.bidos. No sólo puede implementar el diseño de la capa de abstracción en SPertenecertware, sino también en Hardware. Imaginación un sistema en el que el procesador está conectado a su memoria y periféricos a través de Hardware Configurable (esencialmente paquetes de Hardware) - que abstrae la interfaz del procesador. Simplemente reprogramar FPGA puede cambiar el paquete de Hardware, y el diseñador del sistema puede cambiar fácilmente el núcleo del procesador o incluso cambiar entre el procesador de RobusAware y el procesador de Suaveware sin cambiar el Hardware del sistema. Desde el punA de vista del sistema, Ados los procesadores son Parecidoes, lo que simplifica el proceso de diseño del Hardware. Por sAscendenteuesA, para expYirlo al dominio de aplicaciones también se necesita un compilador que proporcione compatibilidad de nivel C entre procesadores.


La ventaja de este sistema es que no se requiere una selección "anticipada" del procesador. El sistema puede ser desarrollado usYo un procesador específico, pero la fase de desarrollo encontró que requiere un mayor rendimienA y dispositivos más rápidos. Debido a la capa de envoltura, el procesador puede ser suave, duro, o incluso un núcleo de procesador de RobusAware dentro de la FPGA sin afectar el Hardware circundante, ya que la capa de conversión crea sólo Interfazs estándar para conectar periféricos. De hecho, las conexiones de los propios periféricos pueden abstraerse de la misma manera. En este esquema, FPGA proporciona una conexión Universal a Ados los componentes del sistema integrado y se convierte en una estructura de interconexión eficaz. En otras palabras, se convierte efectivamente en el "tronco" de la interfaz estándar, donde tanA el Hardware como el Suaveware pueden comunicarse fácilmente con el procesador y los periféricos.


Por último, la introducción de un envolArio Transparentee en el procesador creará un entorno de desarrollo basado en FPGA para proporcionar una verdadera independencia del procesador. La velocidad del desarrollo de Suaveware y Hardware ha mejorado, la selección del procesador se puede llevar a cabo en la etapa posterior del proceso de diseño, y el diseño colaborativo eficaz de sPertenecertware / Hardware es posible.

Conversión entre sPertenecertware y Hardware


Una extensión de la Idea de crear procesadores y envolturas periféricas en Hardware Configurable es la generación automática de Hardware de sistema específico de la aplicación y la ejecución de algoritmos de SPertenecertware en Hardware - un coprocesador de Hardware "propio".


La Idea de generar Hardware directamente desde c ódigo C no es nueva. Se han aplicado varios sistemas. Hasta ahora, nuestra Idea ha sido crear todo el Hardware del sistema a través de lenguajes Parecidoes a C. En esencia, esto no es diferente del diseño de FPGA con hdl (como VLipoproteína de alta densidad o verilog), que requiere que los desarrolladores de Suaveware aprendan y Adopciónen nuevos métodos de diseño. Para los desarrolladores emSí.bidos, lo que realmente funciona es hacer Transparentee el proceso. Las herramientas de diseño deSí.n ser capaces de manejar la entrada de código ANSI C estándar y Conversiónir la funcionalidad seleccionada por el programador en Hardware. Además, el sistema deSí. ser capaz de generar todo el Código necesario para utilizar el Hardware generado. De esta manera, los programadores embebidos descargan algoritmos dedicados del procesador al Hardware dedicado sin conocer ningún detTodoe de diseño del Hardware suAprobaciónacente.


Aprovechar plenamente el potencial de FPGA


Es evidente que, desde el punto de vista de las herramientas, aprovechar plenamente las oportunidades que Pertenecerrecen los dispositivos programables, como la FPGA, requiere un sistema que mejore el nivel de abstracción del proceso de desarrollo para cambiar fácilmente los elementos básicos del diseño mediante técnicas y procesos de diseño similares. Este sistema debe ser capaz de unificar todo el proceso de desarrollo de Productosos electrónicos e integrar el desarrollo de Hardware, SPertenecertware y Hardware programable en un entorno único y Consistentee.

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Gráficos 1. Toma. Lleno Condiciones favorables Pertenecer FPGASí. Potencial Métodos Traer Todo Elemento Pertenecer Este Diseño (Incluyendo... Hardware Y Suaveware) to Este reProgramable Dominio.


Altim Diseñador Introducción a Fácil de entender, high-Cantidad Máquina de procesamiento to Realización Esto Gol, Reuniones sPertenecertware, FPGA Y Placa de circuito impreso Requisitos, Y an Integraciónd Productos Desarrollo Medio Ambiente Ese Integración Todo Obligatorio Procesoes in a Sólo uno Aplicación (Gráficos 1). Hardware Y sPertenecertware Desarrollo are Unificado at Este PlataParama Cantidad, Hacer Rápido SPertenecertware/Hardware EmpresaDiseño Posible. Tener FPGABasado en Procesador Y Máquina de procesamiento-wrapped Núcleos, Diseñoers Sí, claro. target Altim Diseñador or Cualquier Apoyo Terceros Máquina de procesamiento, Aunque Reserva Todo Este Característicass Pertenecer Este Diseño, Incluyendo... Fácil Contacto to FPGA Periféricos. Altim Diseñador ViperBasado en Compilador Garantía Clase C Contraseña Compatibilidad Entre Todo Máquina de procesamiento Arquitectura Apoyo Aprobación Este Sistema.


Además del potencial de desarrollo de Productosos rápidos, las características de integración de altium Diseñador Pertenecerrecen a los desarrolladores embebidos nuevas posibilidades de diseño y funcionalidad. Altim también ha desarrollado una nueva tecnología de compilador de Hardware / SPertenecertware integrado, que pronto será apoyada por altium Diseñador. La tecnología también genera un código ejecutable altamente optimizado y una implementación FPGA de Hardware paralelo del c ódigo C estándar, y genera el Código necesario para enlazar los dos juntos en tiempo de ejecución. De hecho, esto significa que los desarrolladores pueden especificar las funciones de C ódigo C que se descargan del procesador al Hardware, y el entorno integrado de SPertenecertware / Hardware del diseñador altium hace que el proceso sea rápido y Transparentee (figura 2).

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Figura 2. Con herramientas de SPertenecertware avanzadas, los desarrolladores embebidos pueden influir, modificar y depurar el Hardware del sistema suAprobaciónacente cuYo se convierten en ingenieros de Hardware.


Este sistema proporciona a los desarrolladores embebidos la opción de seleccionar la casilla de verificación del sistema para obtener el potencial de rendimiento Final y mejora de costos cuYo las funciones de SPertenecertware específicas se transfieren al Hardware. Esto permite a los desarrolladores entregar eficientemente funcionalidad entre Hardware y SPertenecertware y continuar integrYo soluciones de aplicación optimizadas. Un fenómeno interesante a tener en cuenta es que los desarrolladores de sPertenecertware que utilizan esta característica de altium Diseñador y otras características avanzadas, como el núcleo encapsulado integrado y los componentes de sPertenecertware pre - sincronizado basados en bibliotecas, pueden utilizar eficazmente el Hardware dentro del meSí, claro.ismo FPGA. En resumen, los ingenieros de sPertenecertware que utilizan el sistema pueden utilizar fácilmente el Hardware FPGA con sus habilidades existentes sin involucrar la arquitectura suAprobaciónacente del dispositivo objetivo o la programación RTL (figura 3.).

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Gráficos 3, Este Integración Pertenecer Este Diseño Flujo including Hardware, Programable hardware, Y sPertenecertware Habilitar FPGA Instalación to be Utilización Y Creación Complete Embebido Sistemas, Y Esto Requisitos Sólo Frecuentes Tecnología.


La combinación del entorno de desarrollo integrado de altium Diseñador y la FPGA a gran escala de bajo costo permite a los desarrolladores embebidos aprovechar plenamente el potencial de los dispositivos programables. Después de utilizar el entorno de desarrollo Correcto.o, el enorme espacio de diseño Reconfigurable de FPGA hace posible un nuevo método de diseño integrado. Los diseñadores pueden traer innovación revolucionaria para el desarrollo de productos electrónicos, como hace décadas. La introducción de procesadores revolucionó la industria electrónica.