2.3 选择Cyclone IV的理由
了解了FPGA的国内外发展现状,读者肯定心存疑虑,为什么我们在选择FPGA芯片时,既没有选择使用市场份额占有量最大的Xilinx公司的芯片,也没有选择更具特色的Lattice公司的产品,而是选择了Intel(Altera)公司的FPGA芯片呢?主要原因有以下几点:
1)Intel(Altera)FPGA芯片相对于Xilinx同量级的芯片价格更便宜,性价比更高。
2)Intel(Altera)早年大学计划做得很好,入门资料相对较多。
3)Intel(Altera)的开发工具综合速度较快,软件也容易操作。
综上所述,我们选择Intel(Altera)公司的FPGA芯片开始FPGA的入门学习。
与Intel(Altera)公司相比,Xilinx公司在中高端领域芯片的开发和相关资料更加完善。也就是说,对于入门学习来讲,推荐使用Intel(Altera)公司的FPGA芯片;如果进阶提高,推荐使用Xilinx公司的FPGA芯片;在实际的项目开发中,需要综合考虑成本、性能、开发周期等诸多因素。
Intel(Altera)公司在FPGA行业深耕多年,已经建立了完备的FPGA芯片产业体系,针对应用场景的不同,设计并生产了诸多系列的FPGA芯片,分为MAX系列、Cyclone系列、Arria系列、Stratix系列和Agilex系列。下面结合官方提供的说明进行简单介绍。详情查询Intel官方网站:https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/products/programmable/fpga.htm。
MAX系列:Intel MAX 10 FPGA在低成本、体积小的瞬时接通可编程逻辑设备中提供了先进的处理功能,能够革新非易失集成。它们提供支持模数转换器(ADC)的瞬时接通双配置和特性齐全的FPGA功能,针对各种成本敏感性的大容量应用进行了优化,包括工业、汽车和通信等。除了MAX 10以外,该系列的其他产品都是CPLD。图2-6中展示了MAX系列产品。
图2-6 MAX系列
Cyclone系列:Cyclone FPGA系列旨在满足用户的低功耗、低成本设计需求,支持用户加快产品上市速度。每一代Cyclone FPGA都可帮助用户迎接技术挑战,以提高集成度,提升性能,降低功耗,缩短产品上市时间,同时满足用户的低成本要求。该系列芯片的定位为中低端,市场和教学中的应用最广泛。图2-7中展示了Cyclone系列产品。
图2-7 Cyclone系列
Arria系列:Intel Arria设备家族可提供中端市场中的最佳性能和能效,拥有丰富的内存、逻辑和数字信号处理(DSP)模块特性集,以及高达25.78 Gbps收发器的卓越信号完整性,支持用户集成更多功能并最大限度地提高系统带宽。此外,Arria V和Intel Arria设备家族的SoC产品可提供基于ARM的硬核处理器系统(HPS),从而进一步提高集成度和节省更多成本。该系列是性价比很高的一款产品,如图2-8所示。
图2-8 Arria系列
Stratix系列:Intel Stratix FPGA和SoC系列结合了高密度、高性能和丰富的特性,可实现更多功能并最大限度地提高系统带宽,从而支持客户更快地向市场推出一流的高性能产品,并且降低风险。该系列属于高端高性能的FPGA,如图2-9所示。
图2-9 Stratix系列
Agilex系列:Intel Agilex FPGA家族采用异构3D系统级封装(SiP)技术,集成了Intel首款基于10nm制程技术的FPGA架构和第二代Intel Hyperflex FPGA架构,可将性能提升多达40%,将数据中心、网络和边缘计算应用的功耗降低多达40%。Intel Agilex SoC FPGA还集成了四核Arm Cortex-A53处理器,可提供高水平系统集成。该系列(见图2-10)属于超高性能的SoC芯片,在高端应用场景中大放异彩。
图2-10 Agile系列
根据上面的介绍,考虑到价格、资源、性能以及学习资料的多样性,最适合用于入门学习的就是Cyclone系列的芯片了,而且Cyclone IV系列的芯片能够满足入门学习时所有的设计需求,价格比较便宜,有了一定基础之后,可以考虑入手高性能系列的FPGA芯片。