发布于：2005/6/8 0:00:00 | 232 次阅读
Atmel日前宣布，该公司推出基于 AVR 的 FPSLIC(R) II。该系列产品是行业首批可动态重新配置的系统芯片 (SoC)，能支持多个接口、外围设备和/或操作码不同时地共享同一个硅芯片。
“硅共享”(Silicon Sharing) 在新一代移动电话、PDA（个人数字助理）、笔记本电脑和打印机/传真机等能源和空间受限的系统中极为重要。这些设备日益要求在不牺牲电池寿命、产品体积或产品成本的情况下整合多种功能（如：照相机、MP3 播放器和电话等）。
FPSLIC II 的硅共享性能通过 Atmel 的后端可重新配置 EDA 工具而得以加强。这些工具首次实现了硅共享过程的执行、计时与监控的自动化。过去，硅共享系统的设计基本上无法实现，即使某些 FPGA（现场可编程门阵列）能够在运行时重新配置，一直以来却没有能够使重新配置中的监控与计时实现自动化的工具。Atmel 是提供此种 EDA 支持的可编程系统芯片厂商。
FPSLIC II 可动态重新配置的可编程系统芯片整合了一个带有 36 KB 程序/数据静态存储器 (SRAM) 的 25 MIPS 8位 AVR 处理器、一个硬件乘法器、外围设备和一个可动态重新配置的 FPGA（具有256-2300个单元）。一个单芯片就能支持多种可互换外围设备、运算操作器以及 UART、SDIO、PCI、PCMCIA、HDLC 和以太网 (Ethernet) 等总线接口。
实现硅共享的主要困难一直是如何确保正确的功能在正确的时间载入 FPGA，以及如何确保这些功能不相互重叠。由于这两种困难的任何一种都能导致灾难性系统故障，添加新功能往往必须添加专用芯片（如更大的 FPGA），因而加大了功耗与系统成本。Atmel 已经通过在可编程系统芯片的 FPGA 部分设置一个配置控制器、两个 DMA 控制器、一个专用的 FPGA 到 AVR 接口以及一种虚拟插座而解决了该问题。该虚拟插座由一系列早先设计的共享同一个芯片的外围设备、接口或操作器组合而成。
Atmel 提供面向接口、外围设备和硬件加速器的参考设计库，其中包括：以太网、存储器、SPI、SDIO、多媒体卡、DMA、语音合成、ADPCM、音频编解码器接口以及 DES/Triple DES 加密运算法。该公司将于今年后期推出一个预设线路的“拖放式”协处理器与接口程序库。设计师也可以采用 Atmel 的 System Designer EDA 工具来开发针对硅共享的定制 IP。
片上 AVR 和重新配置控制器管理着重新配置流程。根据输入 Reconfiguration Designer 的参数，重新配置控制器将适时向 AVR 发出信号以重新配置虚拟插座、载入的 IP 模块、执行的次数和其他条件。设计一旦完成，System Designer 将检查全部所需的库元素是否具备，定位并发送设计，并且为整个硬件设计生成合适的编码信息流（包括针对可重新配置元件的虚拟插座）。可重新配置元件（外围设备、接口等）将被独立配置并发送以匹配虚拟插座。随后，System Designer 将所有编码信息流组合成带有存储器指针的总编码信息流并存放在外部存储器中。
FPSLIC II 的虚拟插座可通过存储在外部闪存中的预编译 IP 库而在系统运行期间随时进行重新配置。在频率为 25 MHz 时，重新配置耗时不到9毫秒。
针对可配置设计的 IP 程序库的生成方式与普通 FPGA 设计的相同。现有的 VHDL 或 Verilog 设计可作为程序库元件，设计者也可使用 Atmel 的 System Designer FPGA 设计工具组以支持定制外围设备、算数运算符、接口或控制逻辑。利用 Celoxica(R) 工具组，可在以 C 语言为基础的 Electronic System 层次进行开发设计，并合成为一种 HDL 工具。使用 Celoxica 的计算机功能不会损耗任何芯片性能，而使用它设计接口或控制逻辑的性能损耗大约为10%。
FPSLIC II 在待命状态时的电耗为 50 uA ，工作时电耗为 2-3mA/MHz。采用 4 MHz 时钟时，该8位硬件加速 FPSLIC II 以及外部存储器耗电为 9.2 mA，其性能却相当于耗电为其4倍的 200 MHz 32位 RISC 处理器。使用不支持硅共享的 FPGA 将需要一个200,000门的器件，耗电为 300 mA，是 FPSLIC II 耗电量的32倍。
定价和面市情况
FPSLIC II 系列设备现已面市，并拥有256至2300单元的 FPGA 密度，环保无铅144针 TQFP（薄型四边扁平封装）和208针 PQFP（塑料方形扁平封装），工业温度范围为40摄氏度+85摄氏度。批量为10万件的产品单价为：
AT94K05AL-25BQU 256单元 $4.50
AT94K10AL-25BQU 512单元 $6.90
AT94K40AL-25DQU 2300单元 $12.90
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