解決硬盤驅動器能耗難題

今天，大多數開發便攜式媒體播放器、PDA、智能電話和基于IP協議的語音電話等高檔電池供電消費類產品的設計人員都在使用某種或其他類型的FPGA(現場可編程門陣列)。比較先進的FPGA器件還集成了一個與外部邏輯連接在一起的嵌入式RAM，因此可以用來增加更先進的功能。這種FPGA的一種典型應用包括充當系統處理器及其HDD(硬盤驅動器)之間的橋接器件，利用RAM作為一個FIFO(先進先出存儲器)將處理器存儲器與硬盤驅動器加以區分，進而有利于更快的數據傳輸。這種方法有一種顯著的節能優勢：當硬盤驅動器運行時，它需要汲取幾百毫安的電流——不論數據傳輸率如何；通過提供高帶寬數據緩沖，IDE硬盤驅動器總線可以在瞬增流量下以最高速度運行，也就是說，磁盤驅動器可以經常處于省電模式。

不過，迄今為止，這種額外的外部邏輯需要進行設計、驗證并與FPGA中使用RTL來源的嵌入式RAM連接。QuickLogic公司新的PolarPro系列FPGA使所有這些成為了歷史。這種器件包括一個高度靈活的嵌入式RAM塊，使設計人員不使用任何額外的橋接邏輯，甚至不須編寫一行RTL代碼，即可實現FIFO。更有甚者，這種緩沖器能夠同時具備各種深度和寬度、可編程輸出標記，可以在兩個不同的時鐘域運行！

圖1 PolarPro FPGA布局

圖1所示為PolarPro FPGA的布局，它包括嵌入式RAM塊和FIFO控制器。雖然這兩種功能是以硬連接的標準單元(ASIC)實現，但是卻可提供高度靈活的功能。每個RAM塊都包含4608位的存儲空間——即使是最小的器件也可提供8個RAM塊--每個RAM塊都有其自己的FIFO控制器。以下是可供使用的配置：

利用簡單的限制條件(simple proviso)可以實現任何一個或一組這樣的FIFO配置，使給定器件的RAM塊和FIFO控制器的總數不致太多。在每種情況下，都可以得到以下特性：