向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

从MCU到FPGA:第3部分

时间:2019-04-02 作者:JPaul Carpenter 阅读:
当我开始这个项目的时候,我已经了解到FPGA的好处在于它可以将多种功能集成到单一的芯片中,并可以通过重配置而修改芯片功能。但是这种灵活性也让我想知道:我应该如何处理FPGA与外部组件的接口以及接口连线等问题呢?由于FPGA的平均设计周期为两到三年,并且考虑到诸如USB 3.0到USB Type-C等通信技术的更新换代,我很难理解FPGA如何才能真正地带来好处。

当我开始这个项目的时候,我已经了解到FPGA的好处在于它可以将多种功能集成到单一的芯片中,并可以通过重配置而修改芯片功能。但是这种灵活性也让我想知道:我应该如何处理FPGA与外部组件的接口以及接口连线等问题呢?由于FPGA的平均设计周期为两到三年,并且考虑到诸如USB 3.0到USB Type-C等通信技术的更新换代,我很难理解FPGA如何才能真正地带来好处。fPXEETC-电子工程专辑

 fPXEETC-电子工程专辑

和处理大多数MCU项目时一样,我打算从示例代码开始,然后通过各种示例搭建自己的项目。但是对于每一个例子,我发现越来越不熟悉,并且结果也越来越混乱。在这里代码被用来定义对象和调用函数,这在MCU里倒是很常见,但是有些定义是在高阶函数里进行的,而其他的则是在另一个地方。像往常一样,这些函数被用来执行一个功能或任务,但有一些函数要依赖于其他函数而另一些函数则是独立的。正如我试图对它们发表评论时所发现的那样,那些没有被直接调用的代码仍然是代码功能的关键。fPXEETC-电子工程专辑

我很迷糊。fPXEETC-电子工程专辑

我决定在YouTube上搜索“Intel FPGA Setup Cyclone V”来寻找示例和“Setup&Go”培训。当我浏览这些内容时,我发现一个共同的主题(图1):fPXEETC-电子工程专辑

l   看似不连贯的一组命令仍然有效,但似乎并不完整。fPXEETC-电子工程专辑

l   缺乏不支持FPGA的外部模块或组件。fPXEETC-电子工程专辑

 fPXEETC-电子工程专辑

 fPXEETC-电子工程专辑

fPXEETC-电子工程专辑

有了这些观察,我回顾了更多设计样本和代码,并发现了英特尔Cyclone V和HPS FPGA架构显著的优势。图1显示了HDMI命令集,其中包括一系列未被调用的代码。它们不是按顺序运行的,而是并行运行的。它们的功能很像回调函数,在HPS中如果有来自较高级别控制器的数据调用时,这些回调函数就会被激活。然后编译器就会提高向MCU传递信息的能力,反之亦然。在这两者之间需要做的就是协调定义和时间安排。fPXEETC-电子工程专辑

fPXEETC-电子工程专辑

E0.jpgfPXEETC-电子工程专辑

图1:HDMI命令集,其中包括一系列未被调用的代码。fPXEETC-电子工程专辑

项目流程如下所示:fPXEETC-电子工程专辑

1.     Linux HPS抓取图像。fPXEETC-电子工程专辑

2.     Linux将OpenCV处理过程移交给FPGA。fPXEETC-电子工程专辑

3.     Linux调整图像。fPXEETC-电子工程专辑

4.     FPGA接收原始图像信息,并将其编码为HDMI接口。fPXEETC-电子工程专辑

这是使用HPS和FPGA的完美示例。FPGA能够处理大量重复的运算并实现协议,而Linux和MCU则处理了程序的动态元素。这让我看到了FPGA的优势。fPXEETC-电子工程专辑

当我深入研究仅含有MCU的设计时,我发现了FPGA的其他优点:它需要很少的元件,而且可以使成本更低,性能更好的MCU获得非常好的效果。例如,仅含MCU的设计将需要更高的A52等条件来进行图像处理,此外还需要一个GPU来进行图形加速处理和更多的RAM来完成整个设计。设计完成后,最终结果仍然是一个锁定的,有限的可升级模块。有了FPGA,这些组件便可以被引入同一个芯片,所以产品级PCB设计更为简单,因为它需要较少的的组件接口,而且由此产生的模块仍然可以升级或优化。fPXEETC-电子工程专辑

我头顶上的灯泡在几英里外都可能被看到。fPXEETC-电子工程专辑

将多功能集成到单个电路上,减少接口数量,或者根据线路修改功能等这些都是FPGA的优势,但它的好处远不止这些。FPGA改变了我为了高效完成任务而增加外部组件的方式:不是“按顺序执行步骤1,步骤2,步骤3”,现在我正在考虑这样完成任务:“执行步骤A,B,C,并且当执行完B之后,就执行D”。现在,为什么要花时间来研究MCU到FPGA开发转换的原因也已变得越来越明晰了。fPXEETC-电子工程专辑

请继续关注第4部分文章!fPXEETC-电子工程专辑

 fPXEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
您可能感兴趣的文章
  • 兆易创新全球首发RISC-V通用MCU,对中国意味着什么? 在这样一个对中国而言相对特别的历史时期,RISC-V在中国似乎有着更加广泛的群众基础。其实质是在(1)IoT市场前景看好RISC-V的基础上,(2)对中国而言RISC-V具备更加“自主可控”的特点。但我们聊到RISC-V时,除了说他的优势特性,一个绕不开的话题就是“生态”问题:相较Arm、x86这类生态已经十分成熟的商业架构,生态问题是否会制约RISC-V的发展?
  • 国产MCU打入日系电机,出货逆势上涨400% 据第三方调查机构报告,在2019年上半年,全球半导体产业总销售额同比下降14%。在大环境如此恶劣的情况下,一家本土MCU厂商出货量却实现了400%的逆势成长,还打入了日电产电机产品供应链……
  • 从ST和NXP的策略动向看国内MCU厂商的市场机会 ST专注增长最快的工业自动化和智能制造应用,NXP在聚焦汽车高端市场的同时开始开发“跨界”微处理器。在工业、汽车市场,国内MCU厂商还有哪些机会?为什么说AIoT是国内MCU的大机遇?另附30家国内MCU厂商清单。
  • 空调能耗靠什么降?难怪做芯片的格力要举报奥克斯 6月10日下午,格力电器在微博上实名举报奥克斯销售不合格空调产品。举报信中称经过实测,奥克斯空调标称的能效值、制冷消耗功率和实测的结果差距较大。虽然奥克斯马上发表回应,称举报不实,并已报警,但格力方面毫不退让,表示已准备好充分证据。双方争执的空调能耗指标,主要由哪部分器件决定呢?是否与去年格力高调宣布自研的芯片有关?
  • MCU有AI,传感器会ML?边缘计算时代来了 AI正在以惊人的速度影响中国市场发展,但人们熟知的AI运算平台不外乎CPU、GPU、FPGA或ASIC,ST在近期举办的STM32峰会上打出了口号——“让大多数STM32产品都支持AI深度学习”,但要怎样用MCU来做AI呢?传感器上的机器学习又是如何进行数据处理工作的?
  • SSD主控芯片CP测试遇到的问题和解决办法 SSD主控芯片通常相对一般SoC芯片有更大的I/O数量和电源功耗,由于CP 测试探针卡的局限性,导致在大生产过程中会出现很多异常的问题。本文以某品牌的SSD控制器为例,介绍了针对CP测试过程中一些常见问题的最优解决方案……
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告