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【赛灵思FPGA】颠覆未来:可重构计算机(四)

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《颠覆未来:基于FPGA的可重构计算机》 1

1. 写在前面的话 1

2. 可怕的未来 2

3. 数字世界的发展 3

4. 未来计算机预测 5

5. 目前已有的技术 7

5.1. 万兆以太网技术 7

5.2. HDMI、3D技术的出现 9

5.3. 双核Cortex A9 FPGA 10

6. 可重构计算机预言 12

7. 可重构计算机实现 14

8. ZedBoard的闪亮登场,刷新梦想 17

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5. 目前已有的技术

5.1. 万兆以太网技术

我当年是这样写的:

“网络速度的瓶颈无非是数据处理的带宽限制,但是别忘了我们有海量高速数据处理的FPGA,因此,近年来火热的千兆网络,NetFPGA,在这一方面发挥着巨大的作用。有人说,FPGA干这行才是王道。其实应该说,实现FPGA适合而CPU又不能胜任的场合,才是NB之处。以下有对NetFpga的官网以及更详细的介绍:

www.netfpga.org

http://www.cnblogs.com/god_like_donkey/archive/2009/11/18/1605572.html

早在09年的时候,NetFPGA主办过一场全球的比赛:在Linux开发NetFPGA开发基于千兆以太网的设计。当时差点参加了这个比赛,不过有幸上半年本科实验室购买了2套NetFPGA,我再次有机会,重新欣赏了这一套Xilinx的主板,了解其目前的发展趋势。

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几年过去了,千兆以太网早已成为了商业化产品,我们的计算机目前普遍支持100/1000M带宽的以太网,我们担心的不是计算机带宽够不够,而是网络的速度能不能满足我们的要求(在网速排名靠后的中国,我想我们仍需等待……)。

也许我没有能实时捕捉电子界发展的最新动态,我第一次听说“万兆以太网”是出自于Terasic某位大神之口—于北京。当时我惊讶的疑问,1000M以太网还未能替代我们的生活,万兆以太网的出现意义何在。其实万兆以太网在局域网数据传输、专用领域等场合,早已不再是一门新的技术。后来查询了NetFPGA官网,才发现万兆以太网都已经发布了,威武的片子杠杠的挺立在那里。

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今年8月份我在杭州参加了“Altera网友研讨会”,听一位华为的老前辈说他们4路万兆以太网与40G 的PIC-E数据传输无缝连接,很激情的跟我们讲述开发的故事。自此,传输的带宽暂时可以为所欲为,我们需要提升的只是CPU的处理能力以及前后端的数据交换带宽。

感叹,进入电子界4年有余,其发展的速度远远超越了我的学习、甚至认知速度。欲成大器者学精一样即可,否则你永远的OUT……

5.2. HDMI、3D技术的出现

HDMI,顾名思义,高清晰度多媒体接口,是一种数字化视频/音频接口技术,是适合影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影音信号,最高数据传输速度为5Gbps,同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。

HDMI,1920*1280分辨率的显示,它的实现,对于FPGA而言,难度并不是很大,除了纯逻辑开发外,Altera,Xilinx还提供体贴的的IP,有多款FPGA能只是HDMI IP的开发与使用,如下是Altera VIP的试用器件:

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目前,Terasic已经成熟的案例,以DE3 FPGA平台实现HDMI的画面剖析,其同时对DDR2/DDR3内存条有一个良好的兼容,在这在图像处理领域有了很大的优势,如下图:

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5.3. 双核Cortex A9 FPGA

石破天惊,自本去年到目前为止,嵌入ARM的FPGA已经发展的如火如荼。Xilinx率先与ARM合作,嵌入了Cortex内核,成为业界第一款嵌入ARM内核的FPGA。当然Altera也当仁不让,与ARM合作,推出了双核Cortex A9的FPGA。两家之争,产品在概念上和结构上十分相同,且以Altera Arria V支持的接口以及Xilinx 双核Cortex A9的架构来说明,请看下图:

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就目前而言,Xilinx、Altera 28nm的双核Cortex A9的FPGA已经逐渐走向成熟,向历史新纪元又迈进了新的一步。Xilinx与Altera在行业内竞争的同时,不断地提升产品的性能,可谓是在矛盾中共同成长,相辅相成。(清算Xilinx与Altera“流水账”,不只是角逐战?:http://blog.chinaaet.com/detail/30167.html)目前Xilinx推出的ZYNQ-7000系列的FPGA,便是此架构,这使得电子发烧友对系统集成,SOC的开发开始垂延一尺,这一切使得在片内实现操作系统成为了一种可能。

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