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1、Thesuccess'sroad基于FPGA的嵌入式系统设计基础联系方式姚远Email:yaoyuan@vip.163.com讲座内容1、FPGA的最新发展现状和设计流程；2、基于FPGA的嵌入式系统技术3、基于FPGA构建数字视频图像处理系统的优势；数字集成电路的发展电子管晶体管中小规模集成电路超大规模集成电路（VLSIC）专用集成电路（ASIC）降低了成本、提高了可靠性、缩小了物理尺寸设计周期长、改版投资大、灵活性差可编程逻辑器件（FPGA/CPLD)在实验室能够设计、更改、研制并马上投入使用•硬件集成性•设计个性化•可修改性•快速性•低开发成本
2、FPGA技术概念CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)FPGA(FieldProgrammableGateArray)EDA技术——高密度逻辑器件、EDA工具、HDL利用计算机，在EDA工具软件平台上，对以HDL/原理图等为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动完成自然语言综合、行为综合、逻辑综合、结构综合（布局布线），以及优化、仿真测试、直至实现既定的数字电路或系统。嵌入式系统：内嵌到对象体系中的微型专用计算机（RISC）核心是嵌入式处理器硬核：ARM、MIPS、POWERPC、INTELX86、MOTOROLA68
3、000，嵌入式操作系统WindowsCEEmbeddedLinux软核：Nios/NiosIISOC：片上系统SOPC：可编程片上系统IP核：知识产权可编程逻辑器件的优点集成度高缩短研制时间体积小性能高可靠性高保密性好设计灵活(可编程、可再编程、系统内可再编程)通用性好JTAG板级和芯片级的测试可编程逻辑器件的种类PROM（ProgrammableROM）可编程只读存储器，单次写入，不能修改。EPROM(ErasableProgrammableROM)可擦除可编程只读存储器，早期的CPLD，红外线擦除。E2PROM(ElectronicErasabl
4、eProgrammableROM)电擦除可编程只读存储器，普遍应用的CPLD产品。基于SRAM的FPGA，如Altera，Xilinx等反融丝结构FPGA，如Actel，Quicklogic等Flash结构FPGA，如Actel，Lattice等。FPGA的发展现状两大FPGA厂商的代表产品FPGA发展潜力巨大FPGA的典型应用(一)接口逻辑控制器--提供前所未有的灵活性ISA,PCI,PCIExpress,PS/2,USB等接口控制器SDRAM,DDRSDRAM,QDRSRAM,NANDFlash,NORFlash等接口控制器电平转换,LVDS,T
5、TL,COMS,SSTL等FPGA的典型应用(二)高速数字信号处理(DSP)--提供前所未有的计算能力无线通信领域,如软件无线电(SDR)视频图像处理领域,如高清数字电视(HDTV)军事和航空航天领域,如雷达声纳FPGA的其他应用其他应用领域汽车,如网关控制器/车用PC,远程信息处理系统军事,如安全通信,雷达和声纳,电子战测试和测量,如通信测试和监测,半导体自动测试设备,通用仪表消费产品,如显示器/投影仪,数字电视和机顶盒,家庭网络医疗,如软件无线电,电疗,生命科学通信设备,如蜂窝基础设施,宽带无线通信,软件无线电(SDR)ATMEL公司：ATF15
6、00ASCYPRESS公司QUIKLOGIC公司2.基于FPGA的嵌入式系统技术基于FPGA的嵌入式系统技术.以Altera公司的NIOSII处理器为例基于FPGA的嵌入式系统主要的嵌入式解决方案Altera公司NIOSII/ARM9方案Xilinx公司MicroBlaze/PowerPC方案Actel公司ARM7方案Altera公司的NIOSII解决方案FPGAAvalonSwitchFabricUARTGPIOTimerSPISDRAMControllerOn-ChipROMOn-ChipRAMNiosIICPUDebugCache一个典型的复杂
7、应用系统FlashSDRAMCPUDSPI/OI/OI/OFPGAI/OI/OI/OCPUDSPFPGA采用了嵌入式解决方案的系统FlashSDRAMFPGA可配置的软核嵌入式处理器的优势能轻松创建“完美的”处理器：外设、存储器接口、性能特点和成本三种处理器内核大量的SOPCBuilder配备的内核无限的DMA通道组合多CPU内核多处理器系统定制指令硬件加速降低系统成本上市快、竞争力强、延长生存时间、减少成本3、基于FPGA构建数字视频图像处理系统的优势；外部接口更灵活数据带宽更高处理能力更强
