電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)潮流不斷向前發(fā)展，目前FPGA在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中扮演日益重要的角色，可編程邏輯設(shè)計(jì)、嵌入式軟件設(shè)計(jì)和板卡設(shè)計(jì)之間的相互依存度不斷增高。但是，對(duì)于沒(méi)有FPGA經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員而言仍存在不小的挑戰(zhàn)：他們或者必須熟悉專(zhuān)業(yè)語(yǔ)言與低級(jí)開(kāi)發(fā)板；或者需要借助于昂貴的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)工具。為解決上述問(wèn)題，業(yè)界正在尋找新的方法來(lái)降低FPGA開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性以及對(duì)專(zhuān)業(yè)技能的要求。

“目前的發(fā)展方向是高層級(jí)FPGA開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，”Altium公司亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)David Read表示，新型FPGA開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可避免使用HDL語(yǔ)言，并減少了對(duì)有關(guān)底層元器件架構(gòu)的知識(shí)要求；易于保護(hù)系統(tǒng)功能不被仿制或逆向工程，設(shè)計(jì)中的“軟”元素容易更新，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的連續(xù)性。他指出，利用新一代開(kāi)發(fā)工具所設(shè)計(jì)的軟設(shè)計(jì)可不依賴(lài)于事先指定的硬件平臺(tái)；而且，設(shè)計(jì)可以在最終硬件平臺(tái)內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行，即使產(chǎn)品已經(jīng)移交客戶(hù)也仍然可行。

目前FPGA正在向平臺(tái)化趨勢(shì)演進(jìn)，通過(guò)運(yùn)用FPGA平臺(tái)，可以快速開(kāi)發(fā)整個(gè)SoC系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)化基于FPGA 的開(kāi)發(fā)工作，加速新一代互連智能電子產(chǎn)品的研發(fā)，Altium公司推出全新的FPGA開(kāi)發(fā)板--NanoBoard 3000。“NanoBoard 3000可為工程師提供開(kāi)發(fā) FPGA所需的全部軟硬件以及即用型IP；設(shè)計(jì)人員可通過(guò)NanoBoard啟動(dòng)純‘軟’原型設(shè)計(jì)工作，然后在 NanoBoard 上對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)部署，或者將其無(wú)縫轉(zhuǎn)為PCB設(shè)計(jì)。”Read介紹，“這就意味著設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒏嗑Ψ旁趧?chuàng)建產(chǎn)品的智能性與差異性方面。”

圖1：NanoBoard 3000開(kāi)發(fā)板。

通過(guò) NanoBoard 3000，電子設(shè)計(jì)人員可采用 FPGA 中基于“軟”處理器的系統(tǒng)構(gòu)建新一代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。“即使不具備任何 FPGA 專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工程師也能使用 NanoBoard 3000和Altium Designer來(lái)構(gòu)建、測(cè)試以及實(shí)施基于 FPGA 的嵌入式系統(tǒng)。”Read進(jìn)一步介紹，工程師可在無(wú)需編寫(xiě) HDL 或低級(jí)別驅(qū)動(dòng)器代碼的情況下，使用現(xiàn)成的組件來(lái)添加創(chuàng)建基于 FPGA 的嵌入式系統(tǒng)所需的一切，如處理器、存儲(chǔ)器控制器、外設(shè)模塊以及軟件協(xié)議棧等。

目前，首款NanoBoard 3000采用Xilinx Spartan 3AN FPGA。此外，還將推出兩款采用Altera與 Lattice FPGA的NanoBoard。需要注意的是，“在這三款備選的 NanoBoard 產(chǎn)品中，F(xiàn)PGA是固定的。” Read強(qiáng)調(diào)，“這與NanoBoard NB2不同，NB2采用可互換的FPGA子板，可在原型設(shè)計(jì)環(huán)境中隨時(shí)進(jìn)行比較測(cè)試。”

圖2：采用NanoBoard 3000開(kāi)發(fā)的舞臺(tái)燈控制方案。

Altium還為NanoBoard 3000 FPGA 開(kāi)發(fā)板添加了即時(shí)部署選項(xiàng)。設(shè)計(jì)人員將無(wú)需創(chuàng)建定制的PCB，便可使FPGA設(shè)計(jì)直接從概念創(chuàng)建過(guò)程進(jìn)入部署實(shí)施階段。“利用 NanoBoard 3000，設(shè)計(jì)人員可以在幾天內(nèi)完成 FPGA 原型設(shè)計(jì)。”Read現(xiàn)場(chǎng)展示了一款采用NanoBoard 3000迅速開(kāi)發(fā)出的舞臺(tái)燈控制方案，通過(guò)觸摸控制實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)燈自由轉(zhuǎn)動(dòng)以及投射圖案的變換等效果。“通過(guò)最新部署選項(xiàng)，設(shè)計(jì)人員只需數(shù)分鐘即可完成產(chǎn)品的使用部署。”他介紹，使用模塊化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可使用眾多方式快速部署置于 NanoBoard 3000中的基于FPGA芯片的設(shè)計(jì)方案。諸如桌面上的、墻壁上的、在商業(yè)或工業(yè)場(chǎng)所應(yīng)用的、多電路板設(shè)計(jì)應(yīng)用的，以及外殼上配有TFT顯示屏，或者沒(méi)有配置TFT顯示屏的等等。

借助于NanoBoard 3000外殼，設(shè)計(jì)人員可以開(kāi)始真正的“軟”原型設(shè)計(jì)，之后將其在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行部署。此外，“Altium Designer還為設(shè)計(jì)人員提供了能將其‘軟’設(shè)計(jì)許可證升級(jí)成為板級(jí)許可證的可能，從而完成定制PCB 設(shè)計(jì)，”Read補(bǔ)充道，“籍由 NanoBoard 3000 完成的‘軟’設(shè)計(jì)可被方便地轉(zhuǎn)移到定制的 PCB 上。”