老莫

自定义型Atom处理器上市—当FPGA遇上处理器

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2月18日看到的最新消息:Intel目前已正式推出首款E600C系列处理器,此款产品整合了Atom处理器核心以及来自Altera的FPGA(现场可编程门阵列)芯片。与此同时控创推出一款带有全新可自定义型处理器的PCIe/104单板计算机

 

Intel终于出手了,这个通用PC界的大佬终于以创新的姿态在嵌入式计算机领域掀起了新的一场革命。

 

电子信息产业以微处理器的发明和FPGA的发明可以明显的划分为3段。微处理器的发明,让电子系统从纯硬件设计的时代转变为软硬件并重且软件成分不断增加的时代。这一点我就不展开讲了,我以前在微处理器发明的真正意义上已经说过了。而FPGA的发明则让电子系统设计进入了“硬件软化”的时代,这一点我也在以前的博文中说过了,有兴趣的同学可以自己去查查。

 

自FPGA诞生以来,将整个系统都融入到FPGA中去一直是FPGA生产商和研究者追求的梦想。而让微处理器的生产商呢,他们设想的是另外一条路,就是以微处理器为中心实现电子系统的单片化。随着微电子工艺的进步,单芯片上集成的晶体管数量不断增加,让FPGA和微处理器都在向更复杂更先进的方向发展。

 

从微处理器的这一条线来看,发展主要是在两个重点上。一方面不断加强处理器的运算能力,充分利用新增加的这些晶体管来改善计算机体系结构,另一方面走上单片集成的道路,让多出来的这些晶体管来做原来需要放在片外的东西。从51单片机的时代开始,这一集成化过程就不断的在推进。

 

从FPGA这一条线来看,则是通过自身容量的增大把很多意见单元都吸收进来由FPGA完成。从最早的前FPGA时代的GAL等可编程逻辑器件,做的是“粘合逻辑”。也就是在实现电子系统的时候需要把各个标准IC组合起来,就需要GAL在中间做点什么译码、控制之类的作用。到后来的CPLD和小容量FPGA的时代,那就是把接口电路大部分给包容了。再到后来就是更大容量的FPGA开始完成很多预处理运算也放进去了,比如什么滤波、FFT变换等等。

 

好了,发展到这个时候。分歧开始出现了。FPGA的好处在于可以灵活的构建一个电子系统,包括CPU在内。而微处理器呢?好处在与开发流程简单,学过点C语言的都能玩得转,还有大量现成的资料和资源可以使用。但FPGA的研究者和生产者先行一步,提出SoPC的概念。既然FPGA什么逻辑电路都可以做,那做一个处理器进去也没什么问题。但这恰恰是问题的开始。设计一个CPU并不难,难的是让CPU又好用又具备很高的性能还得和FPGA很好的配合起来。于是Altera搞了自己的Nios软核,Xilinx嵌入了PowerPC硬核,还有嵌入8051、ARM的。但是很不幸,不管是什么形式的SoPC都没有太流行起来。充其量在高校圈子里让一帮高校教师把FPGA教成了单片机。

 

而处理器这头呢,动作就明显慢了。Cypress推出的Psoc就比SoPC晚了好几年,而且还一直是了无生趣。但是我当时却很看好这一思路。因为现代电子系统的发展趋势就是以处理器为核心。在绝大多数情况下,嵌入式系统的差异性是依靠软件的而非硬件来实现的。以处理器为核心,通过在片上嵌入FPGA的目的是灵活的调整外围接口和设计特定情况下运算加速器。采用PSoC的方法可以明显降低备货压力,也不用费尽心思的去搞什么芯片选项了,只需关注处理器的运算能力如何就可以了。至于接口的差异,那就靠嵌入式的FPGA来实现,需要什么接口,就实现什么接口。可惜由于各种原因Cypress没有把PSoC的推广好,可能也是和这个公司已经在可编程界被边缘化了有关。

 

现在Intel却又把这个思想捡起来,用Atom+FPGA的方法来做。大概是由于Xilinx已经和ARM合作了,此时再去找Xilinx就是明显的自讨没趣了。于是Intel就找上了Altera。但从现在推出的这玩意看,一股山寨之气扑面而来……

大家仔细看看下面:


这不显然是坑爹的嘛……就是把两块独立的芯片封装在一起而已,而且看起来就像在外面裹了一块塑料皮而已。

 

为什么不直接像Xilinx那样嵌入到里面去呢?我长期以来观察发现Altera总是喜欢搞“软核”而Xilinx喜欢搞“硬核”。Xilinx总是能提前Altera半年到一年嵌入一些新的硬核进去。时至今日,Altera嵌入到FPGA里面那些硬件乘法器、高速IO等等还是不如Xilinx用起来顺手。根据我的猜想,应该是和FPGA内部的结构有关系,这一问题还没有做深入研究,如果此次自然科学基金能中,那我就把这个问题好好研究清楚。现在这玩意,充其量是Intel做了一个BGA封装的高级核心板而已,当然后续的单板计算系统能推出,当然是更好了。不知道Intel会不会联合Altera在大学计划上推推这种板子,我的经验来看应该是不大可能的。毕竟与Atom搭配的这个FPGA是Arria II GX的,也算是中高端产品

了。

 
  1. 长知识了,谢谢莫老。
  2. 说实话 真的做的很好支持

  3. 处理器是功能越来越全啊!

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    看样子intel好像没有长期与altera合作的打算

    确实,看不出这两家有合作的诚意。

  5. 看样子intel好像没有长期与altera合作的打算

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    老莫:

    应该加些标签,以便查找吧

    已经加好了。

  7. 老莫:

    应该加些标签,以便查找吧

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    这个东西谁用过吗? 是否可以谈谈使用感受

    最好能够和altera或xilinx的做个对比

    呵呵,Xilinx的Zynq还没正式出货呢,

    Intel的E600C应该量产了。

  9. 这个东西谁用过吗? 是否可以谈谈使用感受

    最好能够和altera或xilinx的做个对比

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    回复:回复

    您文中所说 “于是Altera搞了自己的Nios软核,Xilinx嵌入了PowerPC硬核,还有嵌入8051、ARM的。但是很不幸,不管是什么形式的SoPC都没有太流行起来。充其量在高校圈子里让一帮高校教师把FPGA教成了单片机。” 本人很不赞同这种观点,甚至是反对。不知道您是否知道Altera搞起Nios和SoPC之后,它的市场份额逐年递增了很多呢?甚至有取代Xilinx头把交椅的趋势了。在您所为的”高校圈子“里,您知道ALTERA和Xilinx在高校建立的实验室里,走出了多少优秀的FPGA工程师吗?他们很多都已经走向工作,甚至已经是资深的工程师了。他们把他们在高校中的应用和理念带入和实际应用中,也就是说把ALTERA和xilinx推广的东西应用在了实际产品中了。您还认为这是一种”不幸“吗?不说这些小公司,难道您不知道中兴华为也在用吗?您还认为没有流行?您也太OUT了吧!

    “Nios用于数据处理,运算能力不足;用于控制又显得过于复杂。总有比较鸡肋的感觉。”这句话是Altera自己的工程师在Altera2010年中国教师大会上说原话。之后他们公布了所谓的Nios * 8,一种充分利用FPGA并行处理能力的处理器架构设计,非常的吸引人,如果正式公布的话绝对比Xilinx公布的这个方案具有震撼效果。当时说的quartus II 10.1推出时会正式公布,现在看来又跳票了。

    至于你说的联合实验室,呵呵,我们就是Altera在中国大陆第一家联合实验室。很多人恐怕还没有听说过SoPC的时候我们就在用Nios了。由于Altera对于Nios的过度宣传,现在不少高校的FPGA教学变成了先按步骤在FPGA上生成一个Nios系统,然后讲讲IDE环境和C语言编程,这样就算教了FPGA。严重的将FPGA的作用简单化,片面化。

    当年两大FPGA推出SoPC,本意是想创造一种新的嵌入式系统设计模式,取代旧的嵌入式系统设计方法。这一目的很明显没有实现。原因是什么,我文章中已经说了。

    什么叫流行?现在Xilinx发布的ARM为主FPGA为辅的方案也好,Intel也好现在搞这玩意也好。其实是想创造一种新的、主流的设计模式,而不是像现在的SoPC停留在“有人用”的这个层面。

    什么时候大部分公司的很大一部分产品都按这个设计模式在走了,这才叫流行。而不是某些公司在某些特定的环境特定的项目下在用。PSoC也好,SoPC也好,目前都是处于后面一种状态。

    呵呵,前几年看过Altera的电子设计大赛,基本用Nios软核。

    处理器+FPGA,也就去年开始叫嚣得厉害。Xilinx的这块片子还没正式出货呢,如果要用于联合实验室,还不知猴年马月呢。

    如果Intel联合Altera在大学计划推,对两家倒都是好事。

    第一、毕竟国内大学计划Altera远远走在前面了,有天时;

    第二,据了解Xilinx的28nm FPGA日前已正式发货,在40nm抢在前面的Altera稍显落后,如果能借Intel尽快把处理器+FPGA的开发思想普及到高校中,必然受到学生的追捧。

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    我两个都用过,我自己觉得无所谓好不好用,只有说是否适合而已。单说方便与否只能停留在最基础的学习阶段!

    你又错了。

    对于做产品而言,简单易用和可靠稳定是选择技术方案首先要考虑的两大重要因素。

    前者决定了产品开发的进度和上市时间,后者决定了产品的质量和返修率。

    恰恰是那些处于学习阶段的人,而且是那种最初级学习阶段的人,才会是想学一些“独门秘籍”或者“独门暗器”。

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    您文中所说 “于是Altera搞了自己的Nios软核,Xilinx嵌入了PowerPC硬核,还有嵌入8051、ARM的。但是很不幸,不管是什么形式的SoPC都没有太流行起来。充其量在高校圈子里让一帮高校教师把FPGA教成了单片机。” 本人很不赞同这种观点,甚至是反对。不知道您是否知道Altera搞起Nios和SoPC之后,它的市场份额逐年递增了很多呢?甚至有取代Xilinx头把交椅的趋势了。在您所为的”高校圈子“里,您知道ALTERA和Xilinx在高校建立的实验室里,走出了多少优秀的FPGA工程师吗?他们很多都已经走向工作,甚至已经是资深的工程师了。他们把他们在高校中的应用和理念带入和实际应用中,也就是说把ALTERA和xilinx推广的东西应用在了实际产品中了。您还认为这是一种”不幸“吗?不说这些小公司,难道您不知道中兴华为也在用吗?您还认为没有流行?您也太OUT了吧!

    “Nios用于数据处理,运算能力不足;用于控制又显得过于复杂。总有比较鸡肋的感觉。”这句话是Altera自己的工程师在Altera2010年中国教师大会上说原话。之后他们公布了所谓的Nios * 8,一种充分利用FPGA并行处理能力的处理器架构设计,非常的吸引人,如果正式公布的话绝对比Xilinx公布的这个方案具有震撼效果。当时说的quartus II 10.1推出时会正式公布,现在看来又跳票了。

    至于你说的联合实验室,呵呵,我们就是Altera在中国大陆第一家联合实验室。很多人恐怕还没有听说过SoPC的时候我们就在用Nios了。由于Altera对于Nios的过度宣传,现在不少高校的FPGA教学变成了先按步骤在FPGA上生成一个Nios系统,然后讲讲IDE环境和C语言编程,这样就算教了FPGA。严重的将FPGA的作用简单化,片面化。

    当年两大FPGA推出SoPC,本意是想创造一种新的嵌入式系统设计模式,取代旧的嵌入式系统设计方法。这一目的很明显没有实现。原因是什么,我文章中已经说了。

    什么叫流行?现在Xilinx发布的ARM为主FPGA为辅的方案也好,Intel也好现在搞这玩意也好。其实是想创造一种新的、主流的设计模式,而不是像现在的SoPC停留在“有人用”的这个层面。

    什么时候大部分公司的很大一部分产品都按这个设计模式在走了,这才叫流行。而不是某些公司在某些特定的环境特定的项目下在用。PSoC也好,SoPC也好,目前都是处于后面一种状态。

  13. 我两个都用过,我自己觉得无所谓好不好用,只有说是否适合而已。单说方便与否只能停留在最基础的学习阶段!

  14. 您文中所说 “于是Altera搞了自己的Nios软核,Xilinx嵌入了PowerPC硬核,还有嵌入8051、ARM的。但是很不幸,不管是什么形式的SoPC都没有太流行起来。充其量在高校圈子里让一帮高校教师把FPGA教成了单片机。” 本人很不赞同这种观点,甚至是反对。不知道您是否知道Altera搞起Nios和SoPC之后,它的市场份额逐年递增了很多呢?甚至有取代Xilinx头把交椅的趋势了。在您所为的”高校圈子“里,您知道ALTERA和Xilinx在高校建立的实验室里,走出了多少优秀的FPGA工程师吗?他们很多都已经走向工作,甚至已经是资深的工程师了。他们把他们在高校中的应用和理念带入和实际应用中,也就是说把ALTERA和xilinx推广的东西应用在了实际产品中了。您还认为这是一种”不幸“吗?不说这些小公司,难道您不知道中兴华为也在用吗?您还认为没有流行?您也太OUT了吧!

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    呵呵,有网友提到我的文章,谢谢!

    为什么不直接像Xilinx那样嵌入到里面去呢?

    关于这点,ARM本来是做授权IP的模式。

    据了解,Xilinx 和Altera的28nm产品都内置A9的硬核。两家公司的宣传重点、方式不一样啊。

    Xilinx明确表示,其集成A9硬核的FPGA产品是以处理器为主,FPGA为辅,关于这点,我也有一篇博客,http://blog.chinaaet.com/detail/17615.html

    用脚趾头想想,Intel以他的地位以及产品模式可能把他的处理器IP开放给Altera吗?

    没错,Intel不会开放给Altera。但是你也说了,Xilinx的东西是以处理器为主,FPGA为辅。这也是我这篇文章在一直强调的,到底是FPGA中嵌入了处理器,还是处理器中嵌入了FPGA。 所以反过来想,应该是Altera去开放给Intel