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2008年3月13日 星期四

Xilinx新推兩款XtremeDSP開發平台

賽靈思(Xilinx)公司日前推出兩款全新XtremeDSP開發平台,包含針對低成本視訊開發的XtremeDSP Video入門套件,以及針對以Spartan-3A DSP FPGA進行DSP系統開發的XtremeDSP入門套件。兩款開發平台均採用Spartan-3A DSP FPGA元件。

XtremeDSP Video入門套件是一款完整的開發平台,鎖定要求低成本、高效能的視訊處理應用。新款套件提供視訊應用的設計人員所有必要的元件,包括視訊專屬IP、參考設計方案、XtremeDSP與Xilinx Embedded Processing開發工具、以及一個附有視訊子卡的Spartan-3A DSP FPGA開發公板。

設計人員可運用此款套件,針對各種成本敏感度高的應用,加速高速視訊系統的開發,包括機器視覺、多媒體視訊轉換盒、內視鏡、可攜式超音波、汽車駕駛輔助、以及其他需要低成本、與高DSP效能的系統。

Xilinx XtremeDSP入門套件包含低成本的Spartan-3A DSP 1800 FPGA元件,以低於30美元的價格,提供每秒超過200億GMACS的效能。相較於其他FPGA元件,Spartan-3A DSP FPGA系列元件以較低的成本,節省25%的動態功耗,並提供1.5倍更快的DSP效能。

此外,包含在套件內的System Generator for DSP讓業者在進行Xilinx FPGA的設計方案時,能運用The Mathworks廣受歡迎的MATLABR與SimulinkR模型化環境。此款套件可針對成本敏感度高的DSP應用開發,提供一個完整的解決方案,像是可攜式醫療設備、低成本無線基礎建設、平面顯示器、以及其他需要DSP效能、低成本與低功耗的產品。

Spartan-3A DSP FPGA版的XtremeDSP Video入門套件視訊專屬IP,包括一個影片訊框緩衝控制器(Video Frame Buffer Controller;VFBC)、三個參考設計方案以加速開發、軟體驅動程式;、支援各種I/O介面的硬體介面。這個IP方案搭配Spartan-3A DSP 3400A FPGA研發功板、纜線、VGA攝影機、以及FMC視訊I/O模組,支援DVI輸入、單通道輸入與輸出AV端子、S端子輸入與輸出、以及雙相機介面。

另外,此款全新套件還包含System Generator for DSP以及Xilinx Embedded Development Kit (EDK)。System Generator for DSP讓業者能運用The Mathworks SimulinkR與MATLABR模型化環境,進行FPGA設計方案。EDK是一款全方位的解決方案,能用來設計各種嵌入式可編程系統。EDK亦包含 Platform Studio工具套件、嵌入式IP核心、以及XilinxR MicroBlaze嵌入式處理器。

XtremeDSP入門套件包含一個用來開發視訊處理演算法的VGA連結埠、一個乙太網路10/100/1000實體層元件、以及一個可以遠端控制台進行簡單通訊的RS-232連接埠。此外,XtremeDSP入門套件還配備128Mb x 32bit DDR2 SDRAM、16Mx8 Parallel/BPI組態快閃記憶體、以及64Mb的SPI組態/儲存快閃記憶體。

該套件還內含一個用來進行組態設定與除錯的完整JTAG介面、以及用來連結System ACE工具的一個模組連結器、纜線與電源連結器。開發平台包含一個賽靈思經銷商提供的擴充卡,讓設計人員可進一步擴增功能

2008年3月12日 星期三

LATTICE推出一系列基於FPGA的完整設計方案

Lattice近日在嵌入世界會議展覽會上展出一系列基於FPGA的完整設計方案,包括PCI Express、SMPTE video和其採用uClinux實時操作系統(RTOS)的LatticeMico32嵌入式RISC微處理器。

Lattice會用其評估板現場演示其PCI Express終端設備。評估板將一個軟PCI Express核(可為x1或x4配置)用片上3.125Gbps SERDES塊編程至LatticeECP2M低成本FPGA。LatticeECP2M提供獨有的基於FPGA、量產價格低於$10.00的PCI Express解決方案。

Lattice還將通過LatticeECP2M器件演示其SMPTE功能。SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers,動畫和電視工程師社團)已定義串行數字接口(SDI)系列標準。這些標準定義了用於通過75Ω同軸線傳送未經壓縮的數字視頻信號的物理接口和相關電路。

利用低功耗FPGA輕鬆開發便攜式醫療成像應用

過去,醫療設備製造商主要集中於開發諸如X光、MRI和超聲波等大型醫療設備。而今天的醫療設備製造商正走向便攜醫療電子設備的開發。全球人口老化的不斷擴大,以及人們對自身健康狀況關注的增加,要求醫療設備實現易於攜帶和更低成本,以方便在醫院之外的其他地方使用。因此,醫療設備製造商幾年前就開始開發諸如便攜式超聲波診斷設備、血壓計以及其他使用複雜數字圖像處理技術和先進通信技術的個人健康監護等醫療電子產品。

隨著90nm和65nm半導體工藝節點的到來,使得低功耗小尺寸和高度集成的醫療設備得以出現。對醫療設備製造商而言,其主要挑戰是如何選擇正確的半導體器件來滿足便攜式醫療電子產品的功率、性能和價格需求。具備大量的內部RAM和高DSP處理能力的低成本Spartan-3A DSP器件則十分適於實現這些需求。賽靈思的Spartan-3A DSP FPGA器件通過使用高度並行架構提供了巨大的計算能力和硬件可配置能力,從而允許開發人員在構造這些便攜式醫療設備時能為不同醫療成像設備的升級和通信算法提供定製的架構設計。

在醫療設備上,成像是最普遍的處理之一。醫療成像應用通常需要很高的處理能力、動態範圍以及清晰度,並極少是為某個標準所驅動,通過專有算法開發差異性產品則能夠獲得更高清晰度的圖像質量和處理能力。過去,一般是使用MCU或DSP來處理醫療圖像。但由於MCU和DSP都是串行器件,開發人員需要使用ASIC或FPGA來進行硬件加速以獲得醫療成像應用所需的處理能力和清晰度。隨著FPGA並行處理能力的提高,FPGA現在能很容易地處理圖像算法裡大規模的並行處理需求。FPGA器件能進行高效硬件加速的關鍵在於其內部多個RAM模塊的數據存取能力,從而允許同時對多個圖像數據塊進行並行處理。高速PCIe、LVDS以及高速外部存儲器接口也促進了數據採集前端和用戶接口/顯示系統後端與FPGA之間的大規模數據的輸入輸出。

圖像處理算法的提升通常需要一個靈活的架構,FPGA因此非常適於醫療電子市場。FPGA已開始逐步取代其他技術,預期將成為醫療電子市場成長最快的半導體器件。只要改變位流就能使其具備可編程的、靈活的和可重用的能力,因此相對ASIC而言,FPGA具有很大的優勢,因為ASIC很難滿足醫療成像設備頻繁升級的需求。

在醫療成像領域,譬如在實現超聲波應用的波束生成的時候需要計算一系列的高度複雜算法,而這些算法實質是多通道的。具有高度並行架構的 FPGA可以提供巨大的計算處理能力,並具備硬件可配置性,因而允許設計人員為其算法的理想實現開發出定製的架構,即波束生成的計算架構。儘管通用DSP 處理器可以為消費多媒體應用提供一個很好的平台,而可實現並行機制並可創建可編程的高端計算平台的FPGA則更能在便攜式醫療成像應用中提供軟硬件協同設計的顯著優勢。這時,Spartan-3A DSP或Virtex-5 DSP都可以用來實現諸如輸入並行化(deserialization)、內插濾波器、波束生成延遲以及變跡(apodization)等多通道波束生成功能。由於大多數圖像算法需要使用浮點計算,利用CoreGen IP就可以使FPGA具備浮點計算能力。

图1:DSP48A Slice具有针对滤波器优化的集成预加器,为Spartan-3A DSP器件提供了非凡的存储器容量和DSP性能。
圖1:DSP48A Slice具有針對濾波器優化的集成預加器,為Spartan-3A DSP器件提供了非凡的存儲器容量和DSP性能。

通常而言,Spartan-3A DSP是賽靈思低成本、低功率產品中擁有最多存儲器和DSP處理能力的器件,相對於競爭FPGA產品,Spartan-3A DSP 3400A具有25%的功耗效率優勢,其最低成本的器件在250Mhz頻率下的DSP性能也高達4.06GMAC/mW,因此更適合便攜式醫療成像應用;而Virtex-DSP則適用於有嚴格DSP處理需求的高端3D醫療成像的波束生成器上。

作者:林鴻瑞

亞太區DSP高級產品行銷經理

賽靈思公司

「集成電路盜版終結者」問世,芯片非法拷貝有望得到抑制

通過要求各種芯片在使用以前經由一種閉鎖和密鑰機制被安全地激活,反盜版配置減少了非法拷貝集成電路的機會。通過把加密的模塊添加至各種芯片之中,專利持有者可能要求在新製造出來的芯片開始工作之前先被激活。

「在電子行業中,有計劃的解剖微電子芯片正成為一種越來越嚴重的問題,」密歇根大學的教授Igor Markov表示,「我們的配置並不是無法拷貝的,但是,它確保購買許可且合法地生產芯片要比偽造芯片的成本更低。」

這種技術的工作原理是,把一種加密模塊加入芯片之上以閉鎖該芯片,只有通過電子方式插入正確的密鑰,這顆芯片才能發揮作用。激活過程可以通過原始設備製造商的測試儀來執行,該測試儀需要被連接至互聯網。通過這種辦法,採用盜竊的藍圖非法製造的芯片就可以被識別出來,從而要求買家嘗試激活那些非法製造的芯片。

這種稱為集成電路盜版終結者(Epic)的配置模塊是跟Rice University的Farinaz Koushanfar教授合作設計完成的,本週將在德國慕尼黑舉行的(2008年3月10-14日)設計自動化以及測試研討會上,將由密歇根大學的博士候選人Jarrod Roy正式宣佈。

被加密芯片將不採用序列號製造,但是,將配備一次性可編程存儲器,從而使得芯片在採用由專利持有者註冊的64比特隨機識別碼進行激活時能被記錄下順序號。因為識別碼僅僅能被使用一次,據配置模塊的發明人說,如果不對芯片做逆向工程處理的話,識別碼將無法再次使用;而逆向工程的成本遠遠比購買合法芯片要昂貴。

2008年3月7日 星期五

加快SoC開發和上市,採用低成本FPGA驗證平台助你一臂之力

隨著集成電路的門數和集成度不斷增加,SoC芯片的設計週期越來越長,從立項到客戶批量往往需要超過一年的時間。然而在競爭激烈的消費電子領域,上市時間往往決定了產品的成敗,一次流片不成功、軟件和解決方案跟不上進度都會延後產品批量的進度。因而選擇一款合適的FPGA驗證平台就顯得極為重要了。在日前進行的IIC China 2008展會暨研討會上,S2C(思爾芯)公司與IP提供商CAST公司共同參展,為廣大本土IC設計公司提供了低價的FPGA驗證平台。

目前國內的IC設計公司中有多少願意購買FPGA平台呢?對於這個問題,S2C公司首席技術官陳睦仁對電子工程專輯表示:「通常來說,本土的中型公司都傾向於自己做FPGA平台來進行驗證,不過小型公司和大型公司願意購買。原因很簡單,小型公司不具備這方面的人力和技術能力,而大公司一般吃過這方面的虧,不會在FPGA驗證方面耗費太多精力。」陳睦仁同時表示,「一般來說SoC設計公司推一款產品需要採用三套驗證平台,一套用於RTL驗證,一套用於Firmware,另一套用於寫應用層的軟件。而對於大公司,一般會購買多套,比如sunplus就購買了9套我們的平台用於推他們的一款產品,不僅設計部門需要,Sales在給外出給客戶展示的時候也用的上。這樣一旦流片成功後馬上就可以批量出貨,而不必再花時間來做方案和推客戶。」

S2C前一代FPGA驗證平台,採用Virtex-4,需要專門的下載器

新一代採用兩顆Virtex-5的驗證平台,直接USB下載,配備若干外圍接口,可將兩塊板重疊或外接模擬部分電路板

S2C最新一代的FPGA驗證平台也進行了展示,該平台採用兩顆賽靈思Virtex-5 LX110,支持4GB DDR2存儲器,支持採用USB接口直接下載,並可以將兩塊板疊起來形成4顆FPGA的驗證系統。陳睦仁表示:「理論上可以疊更多,但驗證速度會下降,所以建議疊兩塊板即可。單顆Virtex-5 CX330已經達到660萬門,四顆Virtex-5就可以完全滿足一般的消費電子SoC需求。」同時該驗證平台支持外接模擬電路,這樣就為混合信號 SoC設計提供了保障。

「目前,已經有多家國內客戶購買了我們的產品,比如晶寶利、大唐微電子、永新同方等等,我們的這個驗證平台價格僅在3.3萬美金左右,而加快產品上市時間帶來的利益絕不止這些。一些大學研究生實驗室也需要低端一些的平台,比如採用Virtex-4的驗證平台,用來進行教學和學生實習,目前我們也在與部分大學和研究所合作。」陳睦仁表示。

除了推廣其FPGA驗證平台,S2C公司同時還提供SoC原型服務,其模式是:提供創意——SoC原型加SoC設計服務——協助成功流片,同時S2C還與IP供應商CAST公司合作,協助推廣其IP。

S2C公司CTO陳睦仁

Silicon Labs發表業界最低電壓MCU

芯科(Silicon Labs)發表業界首款操作電壓最低(0.9V)的微控制器,使可攜式產品首次能從一顆電池取得所需電源。C8051F9xx產品線創新的8位元架構包含1個高效率直流升壓轉換器,最多提供65mW電力給內部微控制器和其它元件,是一套單電池系統解決方案。C8051F9xx系列適合可以電池供電的產品,例如無線感測器網路、煙霧警示器、可攜式醫療裝置、遙控器、電腦週邊和可攜式音訊裝置,提供小型及省電的性能,並可透過單電池和雙電池模式降低系統總成本。

在許多操作範圍從0.9V到3.6V的低耗電應用裡,微控制器多數時間都在休眠模式,並會定時喚醒擷取資料。C8051F9xx利用創新的設計技術將典型休眠模式電流減少到50nA以下。這款微控制器可於2微秒內從低耗電休眠模式回到CPU處理速度高達25MIPS的正常操作模式,並立即開始測量類比數位轉換器的輸出,這能將微控制器執行測量和演算法的時間減到最少。為了節省正常操作模式下的電池耗電,C8051F9xx的省電架構能將操作模式電流減少到170μA/MHz。

C8051F9xx產品線不僅擁有高效能和低耗電,還在很小的封裝中提供了前所未見的豐富功能。C8051F9xx系列是最先將64kB快閃記憶體和4kB RAM記憶體整合至4mm x 4mm封裝的微控制器,提供更多記憶體給資料記錄等常見應用。這個最新的低電壓、低耗電微控制器產品線還包含1個10位元、300ksps類比數位轉換器(ADC) 和能夠快速喚醒的電壓參考;1個SmaRTClock計時模組;以及多種不同的內部振盪器選項,提供一套真正的系統單晶片解決方案。Silicon Labs利用標準低耗電CMOS技術和創新的設計技術實現這種前所未見的功能整合度,協助客戶減少外部零件數目和節省用料成本。

Silicon Labs提供自有工具來協助設計和加速上市時程。例如Silicon Labs的低成本專業開發套件就提供整合開發環境(IDE)、目標板、線材和電源供應等所有組件,使工程師立刻就能展開系統設計。這組套件還包括 Silicon Labs電源評估工具,這套採用圖形操作界面(GUI)的工具提供典型電池放電特性的所有細節和使用者可編輯的試算表,讓設計人員將客戶的低電壓/低耗電微控制器應用最佳化。設計人員還能使用低成本ToolStick子卡和基座轉接器,在沒有風險的情形下評估產品。

C8051F9xx系列已開始供應,並有24接腳4 x 4毫米QFN封裝、32接腳5 x 5毫米QFN封裝和32接腳7 x 7毫米LQFP封裝可供選擇。

Lattice推出改進型操作系統uClinux,適用於LatticeMico32和LatticeMico8

Tektronix

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Lattice Semiconductor近日公開用於其LatticeMico32嵌入式軟核處理器的uClinux Operating System (OS) ,進一步推動了開源嵌入式系統設計。通過支持OS,開發人員可以迅速設計實現基於Lattice的開源嵌入解決方案的控制系統。

此外,Lattice同時推出了LatticeMico32微處理器核和ispLEVER version 7.0 SP2,具有從屬仲裁、外圍支持改善、集成度提高等新優點,可在Linux下支持LatticeMico32系統設計工具流程。Lattice還推出了新版採用小型封裝的LatticeMico8微處理器,增加可尋址代碼空間和可設置地址範圍並改進了堆棧操作,可支持高級編譯器。

澳大利亞的Theobroma Systems已與Lattice簽訂合同,協助其將uClinux OS移植到Lattice Mico32微處理器。Theobroma Systems在開源嵌入式系統開發解決方案具有豐富的經驗。他們的合作內容從製造定製板支持包或開發工具到基於嵌入式Linux的主要項目。

移植到LatticeMico32的uClinux OS可提供與linux相似的文件系統和組網能力,但是沒有MMU。基於Linux2.6完成至LatticeMico32架構的移植(參考 uClinux開發人員的「lm32-nommu」) 。為了提供完整的解決方案,移植包括當前版本的uClinux 「userland」 applications、U-Boot、uClib和基於uClinux的用戶命令。Lattice已公開演示LatticeECP2?評估板所需的所有文件。Lattice在其uClinux技術論壇以及其常規應用技術支持提供uClinux開發支持。

有關uClinux port的文件可從http://www.latticesemi.com/products/intellectualproperty下載。若要快速評估uClinux的性能,Lattice提供有用於 LatticeECP2的LatticeMico32/DSP 開發板,該開發板可從Lattice網店購買,價格為$695。Lattice 已公荊LatticeMico32 和LatticeMico8 IP,如有需要可自行從Lattice網站免費下載

2008年3月1日 星期六

S2C equips Virtex logic module with USB-enabled runtime control

S2C Inc. has released its third-generation rapid SoC prototyping tool, the Dual Virtex-5 TAI Logic Module equipped with two Xilinx LX series Virtex-5 FPGAs, which supplies up to 6.6 million ASIC gates of capacity.

The new module features the ability to run TAI logic module's key functions from PC via an on-board USB interface. Users can also generate clocks, download to FPGA and self-test hardware through the TAI Player runtime software shipped with TAI logic module.

Additional new features include on-board DDR2 DIMM sockets supporting up to 4Gbytes of memory, three on-board programmable clock generators running from 0.5 to 200MHz, and equal length I/O for optimal performance with user target systems. The new Virtex-5 series TAI logic module also maintains an identical architecture with the previous Virtex-4 generation of TAI logic module, allowing existing customers to re-use their daughter boards. S2C also provides numerous off-the-shelf accessory modules to accelerate customers' construction of FPGA prototypes for their applications.

"We chose S2C's Virtex-5 series TAI logic module for design verification and early software development based on our success in using their earlier Virtex-4 series product line," says Ming-Qiang Cheng, engineering manager at Spreadtrum Communications "Compared to building FPGA prototypes in-house, adopting an established off-the-shelf FPGA platform let our engineers concentrate on what they do best - chip design research and development."

"Aside from a stable prototyping environment, our customers have indicated ease-of-use as a crucial element in their selection of FPGA tools, so we've worked hard to improve the level of integration between our hardware and software offerings," noted Mon-Ren Chene, chief technology officer of S2C. "Our TAI Player software has been upgraded and fully supports the Virtex-5 TAI logic module to give designers greater control over the design flow process, from synthesis partitioning and RTL-level probe setup to FPGA place-and-route."

The Virtex-5 series of prototyping modules can be stacked for additional capacity and is fully backward compatible with the earlier generation Virtex-4 TAI logic module.

S2C is one of the exhibitors in the upcoming IIC-China 2008.

Xilinx EDK delivers no-fee peripheral IP cores

Xilinx Inc. has expanded its catalog of no-fee intellectual property (IP) cores for designing embedded processing systems with Xilinx platform FPGAs. The 10/100 Ethernet MAC Lite, single precision floating-point unit, industry standard UART 16450/16550 controller and I²C interface IP cores can now be licensed at no charge.

Made available through the Xilinx Embedded Development Kit (EDK), the four IP cores have been ported to the enhanced on-chip CoreConnect bus structure, the Processor Local Bus version 4.6 (PLB46) that Xilinx introduced last November, to be implemented in designs using the MicroBlaze soft processor and the PowerPC processor embedded in the Virtex family of FPGAs.

"The EDK now includes over 40 popular cores for licensing at no charge that can be used for a wide range of applications for PowerPC and MicroBlaze processor systems," said Tim Erjavec, director of embedded and DSP marketing at Xilinx. "Using the EDK suite of no-fee IP cores, designers can select and build an unlimited number of configurations to meet their needs and not incur the additional costs associated with traditional IP license agreements."

In addition to the no-fee IP cores, numerous other value-core options are available separately from Xilinx and partners including a Tri-Mode Ethernet MAC, USB2, CAN and the FlexRay controller.

Peripherals for Xilinx embedded processing now available at no charge include:

IP Core Part Number
IIC Interface DO-DI-IIC-SD
UART 16450/16550 DO-DI-UART-SD
10/100 Ethernet MAC Lite DO-DI-10-100-EMACLITE
Floating-point unit (Single precision) DO-DI-FPU-SP

The IIC interface IP core provides an industry standard two-wire, peer-to-peer serial bus interface for device communication. This core provides master, slave and multimaster operations, supporting 400KHz fast mode and 100KHz standard mode. The UART 16450/16550 IP core works in both 16450 and 16550 modes and performs the parallel to serial conversion on characters received from a CPU and serial to parallel conversion on characters received from a microprocessor peripheral.

Optimized to provide the basic Ethernet functions with the least resources used, the 10/100 Ethernet MAC Lite supports IEEE 802.3 Media Independent Interface (MII) to industry standard PHY devices and communicates to a processor via a Processor Local Bus (PLB46) interface. This core provides interfaces for both 10Mbit/s and 100Mbit/s.
The MicroBlaze soft processor has an optional configuration for implementing floating-point support via the automated Platform Studio tool suite. By comparison, the Xilinx auxiliary processor unit (APU) floating-point unit IP core is designed specifically for the PowerPC 405 hard processor core implemented in the Virtex-4 FX family of FPGAs. This core provides support for IEEE 754 floating-point arithmetic operations in single precision. Software applications can use native PowerPC processor floating-point instructions to achieve sustained performance of up to 100MFLOPS.

The no-fee IP cores are available now, delivered with the Xilinx EDK and licensed via the online IP registration center. EDK version 9.2 is available for $495 and includes the MicroBlaze v7 processor core with new optional memory management unit (MMU), Xilinx Platform Studio (XPS) 9.2 tool suite, software drivers, documentation and reference design examples.

XPS 9.2 supports MicroBlaze and PowerPC processing design for Virtex-5, Virtex-4, Virtex-II Pro and Spartan-3 FGPAs. XPS 9.2 supports a broad range of computing platforms, including Windows XP (32bit SP1 and 2), Linux Red Hat Enterprise (32bit 5.0 and 4.0, 64bit 5.0) as well as Solaris 9 (2.9/5.9).