賽靈思公司今天宣布其突破性的Virtex-4 FX系列在基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)中快速獲得應(yīng)用，同時(shí)宣布推出新的ML403開發(fā)平臺(tái)。利用集成于雙PowerPC™處理器的創(chuàng)新輔助處理器單元（APU）控制器，Virtex-4 FX平臺(tái)可使設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)高出傳統(tǒng)純軟件方法20倍的驚人的總體系統(tǒng)性能提升。這種專用硬件加速設(shè)計(jì)方法使設(shè)計(jì)人員可以在范圍廣泛的產(chǎn)品應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更快速靈活的可編程嵌入式平臺(tái)設(shè)計(jì)。 
    業(yè)界采納
    作為全球第一個(gè)集成了嵌入式PowerPC處理器的FPGA系列器件，賽靈思的Virtex-II Pro FPGA已被市場(chǎng)采納并成功獲得了客戶的支持。Virtex-FX APU控制器正是建立在這一成功的基礎(chǔ)之上。賽靈思新推出的Virtex-4 FX器件和開發(fā)平臺(tái)正被應(yīng)用于多個(gè)終端市場(chǎng)，包括有線和無線通信、網(wǎng)絡(luò)安全、汽車、科學(xué)和醫(yī)療影像以及測(cè)試和測(cè)量。具備加速處理能力的FX APU控制器可將嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的選擇范圍擴(kuò)展至適用于網(wǎng)絡(luò)加密、數(shù)據(jù)包處理分流、增強(qiáng)型高清晰度廣播視頻、加速存儲(chǔ)程序以及波形處理等應(yīng)用的算法加速。 
    IBM公司系統(tǒng)和技術(shù)部技術(shù)營(yíng)銷副總裁Nigel Beck說：“Power PC架構(gòu)廣泛應(yīng)用于范圍廣泛的高性能嵌入式系統(tǒng)中，包括全球大部分網(wǎng)絡(luò)和通信基礎(chǔ)設(shè)施。除了在開放式power.org社群方面的努力，我們還開放了Power架構(gòu)。此舉的一個(gè)重要原因是我們看到了像賽靈思的Virtex-II Pro和Virtex-4 FX FPGA產(chǎn)品所提供的擴(kuò)展能力和定制能力?！?nbsp;
    “我們最新的Nova identity4廣播制作視頻切換器就采用了我們認(rèn)為真正具有突破性的技術(shù)，該技術(shù)僅使用了一塊Virtex-II Pro FPGA。與先前的系統(tǒng)相比，這一方法使器件數(shù)量減少了10倍，同時(shí)還使我們的單位通道成本僅為競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的幾分之一，Echolab總工程師Roger Smith評(píng)價(jià)說，“對(duì)于新推出的Virtex-4 FX系列器件我們感到非常激動(dòng)。更高性能的處理器和集成的APU將使我們能更快速地實(shí)現(xiàn)用于加速專用軟件功能的硬件模塊設(shè)計(jì)。利用這些新特性以及Virtex-4 FX器件中集成的EMAC內(nèi)核和增強(qiáng)型RocketIO，我們下一代的系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)一步拉大與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品之間的距離。”“利用我們第一個(gè)基于Virtex-II Pro系統(tǒng)而開發(fā)的IP設(shè)計(jì)，能簡(jiǎn)單地再利用,使我們可以快速將我們的高性能存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移植到Virtex-4 FX系列器件。通過利用FX系列的許多特性，我們能夠在降低系統(tǒng)成本的同時(shí)提高性能和功能。其中比較突出的包括：運(yùn)行Linux OS的增強(qiáng)型PowerPC處理器可用于管理和控制用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咄掏履芰Χ嗤ǖ澜粨Q矩陣和集成三模式以太網(wǎng)MAC和RocketIO的收發(fā)器。APU控制器還可以通過定制指令分擔(dān)一些任務(wù)，從而提供更大的計(jì)算和性能余量，”SAN Valley Systems公司首席技術(shù)官Sandy Helton說。 
    Virtex-4 FX平臺(tái)和APU控制器
    Virtex-4 FX在業(yè)界第一個(gè)集成了運(yùn)行速度高達(dá)450 MHz的雙32位嵌入式PowerPC，每個(gè)處理器可提供超過700 Dhrystone MIPS的性能，是競(jìng)爭(zhēng)FPGA中處理器性能的三倍。通過節(jié)約多達(dá)7,200個(gè)邏輯單元，兩個(gè)完全集成的UNH認(rèn)證的10/100/1000 Ethernet MAC進(jìn)一步提升了Virtex-4 FX處理平臺(tái)的性能，從而提高了FPGA資源的可用性。
FX APU控制器為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了更大的靈活性，使他們可以擴(kuò)展原始PowerPC 405指令集，同時(shí)利用FPGA邏輯資源實(shí)現(xiàn)的專用硬件加速設(shè)計(jì)大大改善軟件算法的執(zhí)行。設(shè)計(jì)人員可以為硬件加速功能創(chuàng)建用戶定義的指令，從而實(shí)現(xiàn)專用功能和PowerPC處理器之間更有效的集成。利用APU控制器和FPGA構(gòu)造之間建立的大帶寬低延遲接口，APU控制器能完成高性能任務(wù)解碼，并將指令存儲(chǔ)在處理器數(shù)據(jù)緩存或系統(tǒng)存儲(chǔ)器和FPGA構(gòu)造之間。  
    例如，單條指令可以傳輸多達(dá)16字節(jié)數(shù)據(jù)，是處理器本身一條通用寄存器加載或存儲(chǔ)指令傳輸數(shù)據(jù)量的四倍。有關(guān)更多浮點(diǎn)和算法計(jì)算方面的例子，請(qǐng)參閱在最近出版的Xcell Journal 雜志上發(fā)表的題目為“利用APU增強(qiáng)處理加快系統(tǒng)性能” 
    支持高性能嵌入式系統(tǒng)開發(fā)
    為支持Virtex-4 FX和PowerPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)，賽靈思獲獎(jiǎng)的Xilinx Platform Studio工具可完成設(shè)計(jì)的概括、自動(dòng)化和加速，同時(shí)允許設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮其創(chuàng)新能力。易于使用的菜單驅(qū)動(dòng)向?qū)Вòɡ靡粋€(gè)新的基于APU構(gòu)造的協(xié)處理器封套來簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的硬件協(xié)處理加速器生成）可在Platform Studio環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。它包含在Xilinx嵌入式開發(fā)套件中。 
    最新的ML403開發(fā)板也是針對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的需求而設(shè)計(jì)的。這一緊湊的開發(fā)板上采用了Virtex-4 FX12器件，同時(shí)支持多種類型和密度的存儲(chǔ)器，并有多種靈活的配置選擇。開發(fā)板還提供了標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)，如串行端口、USB（主、從）、VGA&AC97音頻以及擴(kuò)展頭。同時(shí)提供的還有易于使用的步驟詳細(xì)的使用指南和豐富的參考設(shè)計(jì)實(shí)例。