除了可用性、價格/性能和占地面積等明顯的選擇標準外，其他方面對于設計過程也很重要：

設計工具

HEITEC 開發(fā)團隊對供應商特定工具有非常好的經驗，因為開發(fā)環(huán)境直觀可用且成熟。英特爾 Quartus Prime 軟件套件具有英特爾 SoC FPGA 開發(fā)所需的一切功能。它是一個完整的開發(fā)包，配備了用戶友好的用戶界面和有助于實施的技術。市場上提供的工具非常全面，包括評估套件、對各種協(xié)議、數據速率和應用程序的支持、大量文檔以及利用 ARM 生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢的 ARM 兼容軟件。軟件和適當的工具向下和向上兼容。除了開源 Linux 之外，還有許多操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、合作伙伴的IP核和專業(yè)服務。通過利用現(xiàn)有資源，可以產生協(xié)同效應并利用現(xiàn)有經驗，從而降低風險、實現(xiàn)遷移并加快上市時間。

領先的英特爾 DSP 設計工具包括面向硬件設計的英特爾 FPGA 的 DSP 構建器和面向軟件程序員的 OpenCL SDK。硬化浮點模塊在算法設計期間自動映射，使用 FPGA 的 DSP 構建器或 OpenCL 的 SDK 并在軟件中實例化浮點數據類型。對于較小的設計任務，可以使用單獨的 FPGA IP 功能和宏功能。英特爾設計工具可自動優(yōu)化和使用浮點模塊以及抽象以硬件為中心的設計挑戰(zhàn)，例如轉換為定點和模塊拓撲、流水線和時間復用的知識。

固定

除了 ECC 和更好的存儲連接之外，Arria10 SoC 還受到引腳可用性的青睞，以創(chuàng)建提高安全性和降低功耗的設計。54 個可編程 I/O 可用于一般用途。要占用 PLL 或時鐘管腳，英特爾 Quartus Prime 軟件用于設置 I/O 分配。為數據輸出和輸入提供了特殊的高速引腳。其他多用途引腳既可用作單端 I/O，也可用作外部反饋引腳；此外，I/O 引腳可用作兩個單端時鐘輸出或差分時鐘輸出。因此，I/O 引腳的布局可能性提供了非常高的靈活性。

提高安全性和加密

對于更大和更關鍵的系統(tǒng)組件，保護設計免受未經授權的復制、逆向工程和操縱非常重要。英特爾 FPGA 通過使用高級 POF 加密標準 （AES） 加密其配置比特流并定義或限制可訪問區(qū)域來考慮這一點。基于橢圓曲線數字簽名認證 （EC DSA） 和清晰的公鑰基礎設施支持安全啟動。只接受來自已知和可靠來源的代碼。

20-nm FPGA 包括額外的安全特性，可以通過使用獨立的 Qcrypt 工具或 Intel Quartus Prime Convert Programming File 來激活。篡改保護和 JTAG 安全模式可以在 20-nm FPGA 中單獨激活，JTAG 可以禁用或防止重讀。ECC 進入緩存的安全性確保了可靠的錯誤檢測。實現(xiàn)了七個通用定時器和四個看門狗定時器。各種控制機制能夠防止過熱或欠壓。

通過優(yōu)化電源提高能源效率

SoC 包括一個電源排序選項，以實現(xiàn)優(yōu)化的功耗。SmartVoltage ID 功能使 FPGA 能夠以相同的功率和更低的電壓運行。因此，整個裝置的平均功耗也可以降低，并且由于低電感可以實現(xiàn)更高頻率的去耦。可編程電源技術可加快速度關鍵操作，同時減少非關鍵操作。

在最終實現(xiàn)的概念中，SoC FPGA，包括嵌入式 CPU，連接到應用程序的控制板，并運行嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)。主板具有連接到 GUI PC 的 Gig-E 接口和連接到系統(tǒng)所有其他部分的數據接口。GUI PC 千兆以太網接口生成的樣本吞吐量包含本地路徑命令列表形式的控制信息，包括脈沖能量、脈沖速率、所需位置和應用程序速度的設置。通過腳踏開關啟動過程后，控制板完全自主執(zhí)行指令并同時監(jiān)控所有操作。此外，還會檢查連接設備的所有故障條件、溫度和電壓以及能量水平。后者是通過比較電源和頻率的設定值和實際值來完成的。如果出現(xiàn)故障信號，系統(tǒng)將關閉。

概括

開發(fā)具有強大架構的產品是確保系統(tǒng)設計滿足現(xiàn)在和未來性能要求的關鍵。借助用于嵌入式系統(tǒng)的 SoC，設計立足于堅實的基礎。用于中型應用的 FPGA 可顯著節(jié)省空間并在功耗、成本和性能之間取得良好平衡。Arria 10 SoC就是這樣一個典型代表。

借助 Arria 10 SoC，您可以通過將 GHz 級處理器、FPGA 邏輯和數字信號處理 （DSP） 集成到單個可定制的片上系統(tǒng)中來減小電路板尺寸，同時提高性能。Arria 10 SoC 提供了廣泛的 FPGA 邏輯密度，并且硬化浮點 DSP 實現(xiàn)為浮點設計提供了全新的可能性。這些器件提供最高的浮點性能、能效和精度，同時縮短了開發(fā)時間。

具有硬化浮點 DSP 模塊的 FPGA 在中端 Arria 10 構建模塊中提供 160 到 1，500 GFLOPS 的容量。這些峰值 GFLOPS 指標的計算基于 CPU、GPU 和 DSP 上使用的相同透明方法。這種方法為設計人員提供了一種可靠的技術，用于基本比較基于非常不同架構的構建塊的峰值浮點計算能力。通過強化浮點 DSP 實施，F(xiàn)PGA 現(xiàn)在可用于越來越多的數據密集型應用，例如高性能計算 （HPC）、雷達和醫(yī)學成像，從而以更低的總系統(tǒng)成本（總擁有成本）獲得更高的性能。 基于所獲得的經驗，HEITEC 開發(fā)團隊可以相應地為幾乎任何應用實現(xiàn)具有 FPGA 功能的 SoC。

審核編輯：郭婷