采用業界成本最低、功耗最低的FPGA降低系統總成本

引言

在全球競爭和經濟因素環境下，當今高技術產品利潤和銷售在不斷下滑，工程設計團隊在向市場推出低成本產品方面承受了很大的壓力。新產品研發面臨兩種不同的系統挑戰：利用最新的技術和功能開發全新的產品，或者采用市場上已有的解決方案，以降低開發成本。

在當今對成本和功耗都非常敏感的“綠色”環境下，對于高技術企業，第一種挑戰意味著開發全新的產品，其功能是獨一無二的，具有較低的價格以及較低的功耗。對于第二種挑戰，通常通過降低產品原材料 (BOM)中元器件的成本來降低現有成功產品的成本。設計團隊的另一選擇是重新設計產品，不是針對新功能，而是要大幅度的降低成本。

在目前的全球經濟形勢下，這些系統挑戰都與第三種挑戰有關：以更少的人員、更低的預算，在更短的時間內完成低成本新產品的研發。

本白皮書旨在提出一種設計理念，以解決產品開發面臨的這三種挑戰，同時降低產品在生命周期中的總成本。這一設計理念基于低成本、低功FPGA。雖然大家都知道 FPGA能夠縮短新產品開發的面市時間，但是，很少有人知道 FPGA還降低了產品整個生命周期中的總體擁有成本 (TCO)。設計工程師借助這一基于 FPGA的設計理念，能夠：

■輕松快捷的在產品中增加新功能，同時降低總功耗。
■降低現有產品的成本，而基本不改變產品功能。
■降低產品的 TCO
Cyclone IV FPGA

Altera的 Cyclone. IV FPGA是成本最低、功耗最低并集成了收發器的器件，降低了系統總成本，即：

系統總成本 = BOM成本 + 電路板成本 + TCO

Cyclone IV系列有兩種不同的型號：邏輯 “E”型和片內收發器 I/O速率高達 3.125 Gbps的“GX”型。這些高速收發器支持多種串行 I/O協議，例如千兆以太網 (GbE)、 PCI Express (PCIe)、 CPRI、 XAUI、 3G三速 SDI、 Serial RapidIO.、 SATA、 DisplayPort、 V-by-One等，這些協議已從前沿應用轉變為主流應用。 Cyclone IV GX FPGA還含有嵌入式 PCIe硬核IP模塊(圖1)，它不占用任何 FPGA邏輯，設計工程師使用它時能夠比任何其他競爭 FPGA體系結構支持更多的功能。

Altera公司采用業界成本最低、功耗最低的 FPGA降低系統總成本

對于 Cyclone IV GX FPGA， Altera設計盡可能小的收發器 I/O，以降低成本和功耗，而實現的方式是從幾個片內鎖相環 (PLL)中提供多路時鐘資源。由于主流應用要求降低產品成本，還要使用方便，因此，降低 Cyclone IV GX FPGA中收發器 I/O的成本和功耗非常重要，而且是必須的。Altera發揮其關鍵技術優勢，實現了這一點，成功設計并發售基于收發器的 FPGA。 如圖3所示，采用多種器件體系結構， Altera已經向市場推出了 8種不同的產品系列，這些都是由公司自己的設計團隊設計開發的。

圖3. Altera收發器專業技術


采用業界成本最低、功耗最低的 FPGA降低系統總成本
Altera公司

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支持視頻新標準
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提高圖像分辨率
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顏色從 10位過渡到 12位
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刷新頻率提高到 240 Hz
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保持或者降低功耗和散熱
如果保持調諧器和顯示屏電路板之間的并行 I/O 體系結構，增加這些功能需要的帶寬高達 36路 LVDS I/O。