可编程逻辑器件架构设计展望

论文摘要

随着人工智能、区块链、云计算、大数据、边缘计算、智慧家庭、物联网和5G等信息技术的发展,其对电子硬件系统在系统频率、数据吞吐量、高速传输、数据带宽等性能方面提出了更高的要求,尤其是在国家电子信息技术政策的宏观引领下,信息产业升级需求驱动软件系统、硬件系统、基础元器件等信息技术不断向前发展.截至目前,作为电子硬件系统的核心基础元器件之一,现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Logic Array,FPGA)器件的集成规模、信号处理能力、数据带宽、系统频率,以及高速传输均达到较高水平,为信息技术应用做出了巨大贡献.然而,随着信息技术的不断发展,目前FPGA的性能越来越不能满足日益增长的电子信息技术硬件系统需求,FPGA性能升级势在必行.FPGA作为可编程逻辑器件,其可将处理器、存储器、协议模块、时钟模块、SERDES、PCIE、DDR控制器和DSP等集成在一起.同时,结合FPGA本身的可编程逻辑单元模块、互连线等,可在FPGA器件中形成一个高性能的复杂的系统应用设计.随着信息技术发展对高性能系统的要求,如何将上述资源有机结合在一起,充分发挥其性能优势变得日益紧迫和重要.因此,FPGA的架构设计重要性显而易见.在FPGA架构设计中,需要解决逻辑规模、布局布线延时、时钟偏斜、系统带宽、数据吞吐量、高速传输,以及资源的高效利用率等问题.下面我们将从基本模块结构设计、系统结构设计等进行概述,对未来FPGA架构设计趋势进行展望.

论文目录

• 0 引言
• 1 FPGA架构设计
•   1.1 顶层架构设计
•   1.2 FPSoC
•   1.3 互连架构设计
•   1.4 时钟网络结构设计
•     1.4.1 PLL
•     1.4.2 DLL
•   1.5 主要可编程功能模块设计
•     1.5.1 DSP
•     1.5.2 IOB
•     1.5.3 PCIE
•     1.5.4 SERDES
•     1.5.5 DDR
•   1.6 发展趋势
•     1.6.1 FPGA发展趋势
•     1.6.2 FPGA架构发展趋势
• 2 结论与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张勇,魏靖林

关键词: 现场可编程逻辑门阵列,架构设计,系统架构

来源: 辽宁大学学报(自然科学版) 2019年04期

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 无线电电子学

单位: 深圳市国微电子有限公司

分类号: TN791

DOI: 10.16197/j.cnki.lnunse.2019.04.007

页码: 327-336

总页数: 10

文件大小: 1018K

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