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国产FPGA硬软件与国外产品没有本质区别
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作者:admin   更新时间:2023-01-23 

在这类基础性教学应用方面,国产FPGA硬软件与国外产品没有本质区别,同样能取得很好的教学效果,而性价比则极具优势。比如以高云公司入门级GW1N-LV1芯片为核心的某型精简开发板板载系统必需调试器以及少量用户资源,价格低廉,小巧灵活结构紧凑,可直插面包板,便于学生拓展连接外部电路。核心芯片GW1N-LV1主要结构与主流FPGA一致,同样包括查找表、寄存器、布线、输入输出、存储、锁相环等资源[4]。虽然55纳米制作工艺和片内资源数量与国外公司在其大学计划中推广的入门级FPGA芯片相比弱,但资源类型并不少,使用方式非常接近,数量也足够课堂教学用,相应教学内容安排完全与之前一致。而且片内包含非易失性存储器,能有效降低外围电路复杂度,使用更为方便。

在这类基础性教学应用方面,国产FPGA硬软件与国外产品没有本质区别,同样能取得很好的教学效果,而性价比则极具优势。比如以高云公司入门级GW1N-LV1芯片为核心的某型精简开发板板载系统必需调试器以及少量用户资源,价格低廉,小巧灵活结构紧凑,可直插面包板,便于学生拓展连接外部电路。核心芯片GW1N-LV1主要结构与主流FPGA一致,同样包括查找表、寄存器、布线、输入输出、存储、锁相环等资源[4]。虽然55纳米制作工艺和片内资源数量与国外公司在其大学计划中推广的入门级FPGA芯片相比弱,但资源类型并不少,使用方式非常接近,数量也足够课堂教学用,相应教学内容安排完全与之前一致。而且片内包含非易失性存储器,能有效降低外围电路复杂度,使用更为方便。

在硬件运行调试方面,国产FPGA同样具备类似Altera_SignalTapXilinx_ChipScope那样的片上逻辑分析技术。比如高云FPGA自主研发的集成片上逻辑分析仪(Gowin Analyzer Oscilloscope,GAO),可以帮助用户在运行中简便地分析设计中信号之间的时序关系,快速进行系统分析和故障定位,提高设计效率。

而在开发技术方面,基于知识产权核(Intellectual Property core,IP core)的设计能够促进新功能的增添以及减少项目完成的时间,成为当前FPGA主要开发方法的关键组成。国产FPGA也都有不少开发的IP core,有些型号更是内嵌处理器核,可以完成跨体系的基于FPGA片上系统(System on Programmable  ChipSOPC)综合设计任务。如高云FPGA系列,通过组件工具IP Core Generator即可进入配套的IPcore设计环境,有按硬核软核以及功能类型分组的近百个多种多样的IP core可供选择。当然根据芯片具体型号可用的IP core有增减,其中GW1NSR系列内嵌主流的ARM Cortex-M3硬核处理器,下图是一例用GW1NSR-LV4简约开发板设计实现的键控HDMI显示SOPC游戏系统的学生作品测试场景。

随着国内FPGA在技术上的提升,将性能良好的国产FPGA引入高校教学,相关教学内容仍能保持和主流FPGA开发一致,同时作为辅助环节或承载综合设计应用于电子类其他课程中并不比国外FPGA芯片逊色,而成本更低。当然国产FPGA芯片追赶国外先进技术还需要很长一段脚踏实地的过程,并非一朝一夕之功。也正因如此,当前采用国产FPGA教学,可以让学生在了解电子技术发展前沿的同时,既看到了国内外发展的差距,也清楚国内业界的重负与奋进,切实加强学生科技报国的自信和信念,潜移默化培养真正合格的电子技术人才,为国产芯片产业未来发展提供更大助力。