在有限的時(shí)間內(nèi)打造高質(zhì)量的FPGA項(xiàng)目

在一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行的過(guò)程中，需求可能會(huì)變化，進(jìn)度要求可能會(huì)改變，成本可能會(huì)溢出。每個(gè)項(xiàng)目都存在許多技術(shù)和運(yùn)營(yíng)挑戰(zhàn)，但沒(méi)有什么比FPGA硬件開(kāi)發(fā)更危及項(xiàng)目或給工程師帶來(lái)更大的壓力。將一種電子產(chǎn)品推向市場(chǎng)會(huì)面臨多種困難。當(dāng)被要求引出多個(gè)IO，加上與FPGA設(shè)計(jì)相關(guān)的閃電般的信號(hào)速度，公司面臨著超出項(xiàng)目進(jìn)度的風(fēng)險(xiǎn)，這可能會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的上市時(shí)間。

設(shè)計(jì)循環(huán)——包括原理圖、布局、制作和驗(yàn)證——很少一次成功，因?yàn)樵趯?shí)現(xiàn)完整的功能性的解決方案之前通常需要多次迭代。因?yàn)槊看蔚赡苄枰獢?shù)周的時(shí)間，并需要生產(chǎn)新的電路板，成本可能從幾千元到幾萬(wàn)元不等，所以產(chǎn)品上市或交付給客戶的進(jìn)度時(shí)常無(wú)法按計(jì)劃進(jìn)行。因此，考慮到工程師面臨的加速設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的壓力，以及產(chǎn)品面臨的激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，以下問(wèn)題自然而然地被提出:

1.研發(fā)團(tuán)隊(duì)是否有足夠的時(shí)間自行設(shè)計(jì)FPGA整板？

2.如果設(shè)計(jì)沒(méi)有按計(jì)劃進(jìn)行，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，項(xiàng)目時(shí)間被延長(zhǎng)、超過(guò)預(yù)算怎么辦？

3.企業(yè)如何構(gòu)思FPGA設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)功能原型，以便更快地交付給客戶，從而縮短上市時(shí)間?

本文重點(diǎn)討論工程師如何在限制質(zhì)量問(wèn)題的同時(shí)加速FPGA設(shè)計(jì)，從而縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。這樣，他們可以為客戶提供更好的交付時(shí)間，從而在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。

FPGA設(shè)計(jì)的兩種方案
在做帶有FPGA的硬件設(shè)計(jì)時(shí)，工程師通常會(huì)考慮兩種常見(jiàn)的方案——設(shè)計(jì)自己的FPGA板或從第三方供應(yīng)商購(gòu)買現(xiàn)成的FPGA板。

設(shè)計(jì)FPGA板需要非常小心，以保持芯片電信號(hào)的完整性和可靠性。因此，即使公司雇傭了最好的工程師，部署了重要的資源，應(yīng)用了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的流程和工作流，并使用了推薦的工具，仍然需要大量的時(shí)間和（經(jīng)常）多次迭代來(lái)改進(jìn)布局布線并獲得更好的信號(hào)。

根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜度和迭代的次數(shù)，得到一個(gè)通過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)所需的時(shí)間可能需要6到24個(gè)月，這可能會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品上市的時(shí)間。因此，每一個(gè)新的設(shè)計(jì)都涉及到質(zhì)量問(wèn)題和超出項(xiàng)目進(jìn)度的風(fēng)險(xiǎn)。盡管如此，設(shè)計(jì)自己的FPGA板給了公司在零部件、接口和機(jī)械設(shè)計(jì)的選擇上的靈活性。設(shè)計(jì)自己的FPGA板并自行生產(chǎn)組裝的單位成本低于從供應(yīng)商購(gòu)買的現(xiàn)成的FPGA板，如果選擇后者，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以依賴供應(yīng)商的技術(shù)支持、故障排除和長(zhǎng)期可用性。

即便面臨更大的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，為什么有些工程師傾向于設(shè)計(jì)自己的FPGA板而不是從供應(yīng)商購(gòu)買現(xiàn)成的FPGA板呢？主要原因是在市場(chǎng)上無(wú)法找到一個(gè)完全符合自己需求的成品。

第三種方案
在設(shè)計(jì)自己的FPGA板和購(gòu)買現(xiàn)成的FPGA板之間，可以考慮FPGA核心板（SoM，系統(tǒng)級(jí)模塊），它具有成熟的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的硬件設(shè)計(jì)和所有主要組件——包括FPGA、Flash、DRAM等。核心板可以讓用戶更容易、更快速和更便宜地開(kāi)發(fā)。從某個(gè)角度來(lái)看，核心板是敏捷的解決方案，極大地簡(jiǎn)化了原本復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

為什么越來(lái)越多的用戶選擇FPGA核心板？
因?yàn)榛贔PGA核心板設(shè)計(jì)底板比設(shè)計(jì)FPGA整板簡(jiǎn)單，所以開(kāi)發(fā)時(shí)間被顯著縮短、延期交付和超出預(yù)算的風(fēng)險(xiǎn)被最小化。此外，F(xiàn)PGA核心板都經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，可現(xiàn)貨供應(yīng)和大量生產(chǎn)，降低了質(zhì)量方面的風(fēng)險(xiǎn)。

核心板這種解決方案可以使用戶在幾周而不是幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)將復(fù)雜的新產(chǎn)品從原理圖轉(zhuǎn)化為原型，從而節(jié)省了寶貴的開(kāi)發(fā)時(shí)間，可以將這些時(shí)間投入到增強(qiáng)設(shè)計(jì)特性和功能性上。

此外，在使用核心板時(shí)，工程師變得更加敏捷，因?yàn)樗麄兡軌蜢`活地響應(yīng)和適應(yīng)變化并反饋，并能夠在控制風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)利用優(yōu)勢(shì)。

因?yàn)楣こ處熑匀恍枰O(shè)計(jì)一個(gè)與核心板搭配使用的底板，所以他們能夠選擇和控制他們想要的接口、零部件、機(jī)械設(shè)計(jì)、封裝。

簡(jiǎn)而言之，核心板兼具自行設(shè)計(jì)FPGA板和使用第三方成品的優(yōu)勢(shì)。
?