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Forum: FPGA, VHDL & Co. Vergleich verschiedener FPGAs


Autor: Adam (Gast)
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Hi,

ich habe hier eine Aufgabe für ein Programmierpraktikum an der Uni 
gestellt bekommen. Da ich mich nicht wirklich mit FPGAs auskenne und nun 
längere Zeit das Internet durchforstet habe und mir immernoch nicht 
schlüssig bin auf was ich bei meiner Aufgabe genau eingehen soll, frage 
ich euch als erfahrene FPGA Nutzer, was ihr meint auf was ich eingehen 
könnte. Ich will natürlich keine Lösung, sondern nur Vorschläge, was 
wichtig sein könnte.

Hier die Aufgabe:

Erstellen Sie eine ca. einseitige Übersicht aktueller Technologien für 
mindestens einmal beschreibbare CPLDs und FPGAs: Welche Hersteller gibt 
es, was sind die Leistungsmerkmale,wo kommen sie zum Einsatz, wie 
unterscheiden sie sich, mittels welcher Sprachen werden sie 
programmiert, in welcher Stückzahl lohnt sich ihr Einsatz,. . . ?

Ich tu mir mit der Bearbeitung der Frage irgendwie schwer, weil ich im 
Internet irgendwie nicht Brauchbares finde und mir irgendwie der 
Überblick fehlt.

Meine Idee war zuerst es in dieser Form zu bearbeiten:

Altera

Low-Cost-FPGA (Cyclone Series)
Merkmale: Geringer Stromverbrauch, geringer Preis
Anwendungsgebiete: Fahrzeugindustrie, Endverbraucher, Displayhersteller, 
Militär, Video- und Bildverarbeitung


High-End FPGA (Stratix Series)
Merkmale: Hohe Dichte an Logikbausteinen, geringer Stromverbrauch, hohe 
Performance


Also die Serien der 4 größten Hersteller auf diese Art und Weise 
aufzuzählen, weil mir nichts Besseres einfiel, aber irgendwie befriedigt 
mich die ganze Sache nicht.

Habt ihr evtl eine Idee auf was ich eingehen kann?


Danke auf jeden Fall mal schon!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> weil ich im Internet irgendwie nicht Brauchbares finde
Geh in die UNI-Bibliothek, greif dir aktuelle Bücher zum Thema FPGAs 
heraus und schlag in den erten 25 Seiten jedes Buches nach. Dann hast du 
mal eine Ahnung, in welche Richtung du gehen mußt.

> einseitige Übersicht aktueller Technologien
Eine Seite ist knapp.
Da kannst du bestenfalls am Lack kratzen...

BTW:
ein Haupmerkmal ist z.B. eine Instant-On Fähigkeit (Actel, 
Flash-basierte FPGAs). SRAM-basierte FPGAs müssen dagegen erst geladen 
werden.

Autor: Patrick Weinberger (seennoob)
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Das mit dem Verwendungszweck ist nicht leicht zu sagen weil es von jeder 
FPGA Serie fast eine für Automotiv, MIL, Multimedia, erweiterter 
temparaturespanne oder sogar RAD HARD(aerospace usw).
Schau dir mal die Spartan 3 Serie an von Xilinx da gibts allein 3 
verschiedene Modelle mit ihren eigenheiten und einige verschiedene 
Varianten an Logikdichte usw.

http://www.xilinx.com/products/spartan3a/

MFG Patrick

Autor: Adam (Gast)
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Ja ich danke euch beiden.

Das mit dem Verwendunszweck habe ich auch schon gesehen und da blickt 
man gar nicht mehr durch. Ich werde es wohl nun so machen und ein zwei 
Beispiele für FPGAs mit HardCores bzw. SoftCores und kurz sagen, wofür 
man es diese Cores benötigt. Das mache ich dann auch mit SRAM- und 
Flashbasierte FPGAs und dann muss ich mal noch weiterschauen, was ich so 
nehmen werde :)

Autor: Patrick Weinberger (seennoob)
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Ich würd auch auf die Softcores auch nicht so ein gehen, sondern einfach 
das ganze auf 3 Teile Gliedern:

IPs
Features der FPGA
Entwicklungs umgebung


Bsp

Xilinx Algemein:
Auszug der Angebotenen IPs

    * Ethernet Solutions
    * Endpoint for PCI Express
    * PIPE Endpoint for PCI Express
    * PCI 32-bit/64-bit Cores
    * Forward Error Correction Solution
    * DSP IP Cores/Algorithms
    * Processor IP
    * MicroBlaze™
    * PicoBlaze™
    * External Memory Solutions


FPGAs

Spartan 2:

Spartan 3:
*DSP-Hard Blocks
*I/Os bis zu 600Mb/s
*50,000 to 3.4 million system gates
*Model mit Userflash
*bis zu 320MHz (teoretisch ;-))



Also in die richtung würd ich das machen. So bekommt man einen kleinen 
überblick über die leistungsfähigkeit.
Wobei zu sagen ist das ich das auch nur für die Populärsten/meist 
verwendeten FPGAs machen würde. Wer was spezielles sucht der kann sich 
eh was im inet suchen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> IPs
> Features der FPGA
> Entwicklungs umgebung
Die Reihenfolge ist m.E. falsch.

Zuerst kommt das FPGA mit seinem grundlegenden Aufbau (Technik).
Dazu die dedizierten Features (Multiplizierer, RAM, Prozessorkerne...).
Dafür braucht man dann eine Entwicklungsumgebung.
Damit können dann IP-Cores erstellt werden.

Autor: Patrick Weinberger (seennoob)
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Naja das mit IP-Cores ist nicht unbedingt das letzte.

Man muss sich ja erst die Fragen beantworten:

Was will ich überhaupst machen?
Wieviele I/Os brauch ich ?
Wieviele Resourcen brauch ich ?
Welche Features muss ich haben? (Serielle hochgeschwindigkeits I/O, 
Differentielle, DSP-Hard Cores usw)

Dann kann ich mal sehen was ich für ein Modell an FPGA an nehm (Ok die 
Entwicklungsumgebung steht meistens nach der Wahl der FPGA eh schon 
fest)

MFG Patrick


P.S.: Außer Lothar du arbeitest mit nem Virtex 6 Schlachtschiff dann 
würd ich nach deiner Reihenfolge vorgehen weils fast nimmer "Fetter" 
gehts bei Xilinx wenn ich mich ned ganz irre

Autor: Adam (Gast)
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Also ich habe nun mehr oder weniger CPLDs mit FPGAs verglichen und nun 
bin ich an dem Punkt, an dem ich ein paar Leistungsmerkmale von CPLDs 
aufzählen will.
Hab da nun schon ein paar Punkte dazu, aber irgendwie bin ich mir da 
relativ unschlüssig. Da ich das alles auf ca. eine Seite hauen soll, 
muss ich das ja schon sehr grob beschreiben.

Meine Punkte sind dann bisher, die Sicherheit bzgl. Designdiebstahls, 
welchen Stromverbrauch sie haben, welche interne Taktfrequenz, welche 
Eingangs- und Ausgangsspannungen an den Schnittstellen erlaubt sind und 
welche räumliche Dichte sie besitzen.

Ja meine Beschreibung der Leistungsmerkmale hört sich sehr laienhaft an, 
da ich auch ein Laie in dem Gebiet bin, aber aus der Masse an Features 
die zu den CPLDs auf den verschiedenen Herstellerseiten weiß ich echt 
nicht, was ich herausziehen soll...


Ich danke schon mal im Voraus für eure Ideen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Anzahl der Logikzellen
Struktur der Logikzellen (CPLD - breite, grosse Dekoder in UND-ODer 
Matrix, FPGA - kleine, RAM-basierte Look Up Tables)
Sonderfunktionen wie RAM-Blöcke, CPUs, Ethernettranceiver, Gbit- SerDes, 
etc.
Preis/Logikzelle

MFG
Falk

Autor: Martin (Gast)
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'Struktur der Logikzellen (CPLD - breite, grosse Dekoder in UND-ODer
Matrix'

So ganz stimmt das nicht mehr. Moderne CPLDs besitzen eine ähnliche 
Struktur wie FPGAs --> SRAM basierte Logigstrukturen, die über einen 
integrierten Flash Speicher konfiguriert werden.

Autor: Matthias (Gast)
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Es gibt da ein sehr tolles Buch - "FPGAs for Dummies". Der Titel ist 
zwar nicht so nett, aber das dürfte ziemlich genau alle Fragen 
beantworten, die du hier gestellt hast.

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