fpga哪个开发板比较好
作为莱迪思 Nexus
平台的第五款和 MachXO 控制与安全 FPGA 系列的第六款器件,最新推出的 MachXO5-NX FPGA 凭借行业领先的低功耗和可靠性,通过增加逻辑和存储器资源、支持稳定的 3.3V I/O 以及差异化的安全功能集,将目标市场锁定在了服务器计算、通信、工业和汽车市场的系统监控与控制,以期实现最新一代的安全控制功能。
如何正确理解 “增强型”?
图 1 展示了 MachXO 系列的演进历程。可以看出,从 2005 年问世的 MachXO 开始,到后续的 MachXO2、MachXO3,三款产品主要还是侧重于控制功能。但 2019 年推出的 MachXO3D,由于将 “一系列跟安全相关的模块内嵌在了芯片里”,成为了行业第一颗安全控制 FPGA 芯片;2020 年的 Mach-NX 则基于 Nexus 平台打造,支持 ECC384 加密算法,属于具备 “高端加密功能” 的安全控制 FPGA。
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MachXO 系列的演进历程
不难发现,MachXO3D 和 Mach-NX 这两代 FPGA 的最大价值,在于 “直接将可信根功能做到了硬件级”,从而能够在系统层面防范未经授权的固件攻击,同时也为 MachXO5-NX 的推出奠定了坚实的技术基础。
“更多逻辑和存储器资源”、“稳定的可编程 I/O”、“行业领先的安全性能” 和 “领先的低功耗和稳定性” 是 MachXO5-NX 作为 “增强型安全控制 FPGA” 的核心竞争力所在。
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MachXO5-NX FPGA 结构示意图
MachXO5-NX FPGA 专门针对安全和控制管理进行了优化,拥有 25K 逻辑单元密度和更多的 DSP 模块与 ADC 模块,可提供更强大的计算和控制功能。结合 1.9Mb 嵌入式存储器和高达 9.2Mb 的专用用户闪存,最大限度地减少了对外部存储器的需求,从而减小设计电路板面积。
与密度相近的 FPGA 相比,MachXO5-NX 提供高达 2.9 倍的嵌入式存储器,高达 36 倍的专用用户闪存,轻松应对设计复杂化的趋势。同时,集成闪存支持单芯片解决方案,“避免将一些管脚的数据流暴露在外,安全性得到提高”,也支持瞬时启动操作和可靠的现场更新,以及多个配置映像。
MachXO5-NX 基于莱迪思 Nexus 平台和 FD-SOI 工艺构建,与同类 FPGA 竞品相比,该平台的功耗降低 70%,软失效率降低 100 倍,在提升可靠性的同时,简化了散热管理并降低了系统总体运营成本。
当今的 CPU 之所以强大,是因为它们使用了最先进的制程工艺,I/O 接口电压基本为 1V、1.2V 甚至更低。但是,出于成本和性能的考虑,主板上其他组件,比如传感器、风扇控制、LED 的制程工艺却相对落后,主要使用 3.3V I/O 接口,这容易导致 CPU 和其他组件之间出现脱节,无法适配,需要 FPGA 来进行不同电压间的转换和应用其他控制功能。
而 MachXO5-NX FPGA 可以应对这一挑战。该器件拥有多达 300 个通用 I/O(80% 支持 3.3V 信号),支持快速启动 I/O 配置并提供 1.25 Gbps SGMII、默认下拉、热插拔和可编程压摆率等功能,可将 CMOS、风扇控制、传感器和开关等其他组件桥接到当今的 CPU,从而简化开发板设计。
随着安全威胁的不断增加,安全性在任何系统设计中都越来越重要。MachXO5-NX 支持 AES256 位流加密和 ECC256 位流认证,保护系统设计的完整性。安全引擎也可在运行时使用,保护系统和 FPGA 之间的数据交换。相比之下,同类 FPGA 竞品目前还不能提供运行期间的安全功能。
应对系统控制架构中的系统复杂性
如前文所述,之所以将 MachXO5-NX 称之为 “增强型安全控制 FPGA”,是因为从应用需求层面来看,当前数据中心、通信、工业控制领域中的系统控制架构正变得越来越复杂,控制单板上的芯片越来越多。另一方面,随着 CPU/SoC 采用更先进的制造工艺,I/O 接口标准越来越向低电压方向发展,而以往产品缺少对 3.3V I/O 的支持。在两种原因的共同作用下,业界迫切需要芯片商对系统的设计和集成做进一步的简化。
下图反映了以上提到的两大应用痛点,尤其是在满足系统控制架构中的系统复杂性时。
示例 1 中,左图传统单块服务器主板上有 CPU、BMC(Baseboard Management Controller) 和用于控制单板上电、电源管理和监控功能的控制 FPGA。而在右图中,则出现了 “模块化服务器主板” 和 “DC-SCM” 两部分,中间通过接口相连。
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MachXO5-NX FPGA 满足系统控制架构的需求
请注意 “DC-SCM”(Datacenter-ready Secure Control Module) 这一关键词。它是开放计算项目 (OCP) 硬件管理项目的一个子项目,提供了将常见的服务器管理、安全和控制功能从主板转移到标准尺寸模块 (CFM) 的指南。
DC-SCM 架构定义了与 CPU 板互操作的输入/输出端口。DC-SCM 服务器在 HPM(主机处理器模块) 板上只有基本的中央计算元件 (CPU)、高速存储器和 I/O 连接器,其他所有组件均在模块化 DC-SCM(安全、控制、管理) 板上。
这种设计带来的好处是多样的,例如 DC-SCM 能轻松实现 CPU/存储器的设计和部署,因为管理、安全和控制功能都独立于 CPU/存储器板的开发; DC-SCM 使用开源模块化方法,采用高速互连 (PCIe) 等通用接口,轻松实现互操作性;安全控制模块的功能相对独立,使得系统管理和安全性能不断发展且独立于 CPU 的更新换代。
但在这样的模块化设计过程中,研究人员不仅需要考虑 DC-SCM 的三个关键功能:LTPI(管理功能)、安全 (动态、实时、端到端的保护) 和控制 (可编程系统控制),还需要考虑如何尽可能的在单芯片上实现,以降低 TOC 总拥有成本和功耗。
值得庆幸的是,莱迪思非常重视 DC-SCM,拥有一系列支持 DC-SCM、可信根和用户电源控制逻辑的 FPGA 产品,以及经过充分验证的 DC-SCM 参考设计,可供更广泛的 DC-SCM 客户和电路板设计人员使用,帮助他们轻松实现 DC-SCM。同时,莱迪思紧密集成的解决方案可以为电路板设计人员提供统一的单个 FPGA 解决方案,而无需针对 LTPI、安全和控制提出不同的解决方案组合,提高了性能,降低了功耗,且在电路板上占用很小的空间。
安全方面,莱迪思 SupplyGuard
为每个客户分配唯一的订购部件编号。这些编号对应锁定莱迪思 FPGA 的加密凭证,并将平台可信根保护扩展到从 IC 制造到产品最终报废的全供应链流程。这样一来,OEM 或 ODM 无需特殊的高度安全的编程设备、流程或设施,就能够防止过度制造、克隆、伪造和未经授权的硬件修改,并在整个供应链中追踪器件。而外部 IC 的验证凭证作为客户加密配置位流的一部分被编程到莱迪思器件中,这可以在工厂编程期间将系统中莱迪思 FPGA 的加密所有权安全地转移给客户。
此外,莱迪思还针对三个关键的 DC-SCM 功能提供了一个包括 GUI 和非 GUI 工具的框架,系统架构师和电路板设计人员可以从下拉列表中轻松实现特性。集成设计工具则可以在一个面板视图中为架构师/设计师提供中整个解决方案,实现 DC-SCM 的三大特性。
结语
持续三年之久的新冠疫情大大加速了全球的数字化进程,那些拥有超大规模数据中心的多功能云服务公司被迫快速扩展能力,以满足新的、更复杂的系统控制架构和计算需求,这种复杂性和不断增长的需求则需要简化系统设计并集成安全可靠的器件。
作为一种理想的低功耗解决方案,莱迪思 MachXO5-NX 显然能够满足当今控制架构日益增长的计算需求。而更深层的意义在于,MachXO5-NX FPGA 的推出,表明莱迪思正在安全控制 FPGA 市场持续投入,增强系统监控和控制能力。
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向荀忠968fpga开发板哪个厂家较好 -
任阙杰18592025031 ______ 应该是黑金开发板的好,看一下材质
向荀忠968求大侠帮选一下FPGA开发板,我准备从零开始学FPGA,在网上看的这几块板子,应该选那个?或更好的建议 -
任阙杰18592025031 ______ 从你给的资料不是很好选啊!3号肯定直接否掉,毕竟是CPLD1和2都是飓风4代,从你给的资料中2号是否资源是否更多呢?我的建议是买个飓风5代吧,现在很多公司都采用5系列的,价钱便宜,功能也强大.如果针对你学习的话,最好带网口,usb,串口,spi这些我们工作中经常能遇到的接口例程.更强一步就是带DDR3,DDR2,nand,sdram,这些资源都有那就完美了,想干什么都可以,不过一般价钱较贵.
向荀忠968最近要学习FPGA,想买一块板子,但不知道哪种适合像我这种菜鸟~求大神知道一下~ -
任阙杰18592025031 ______ 建议买黑金的开发板,送的资料多,淘宝上有卖,买那个399的就行,入门足够了,用不着买贵的
向荀忠968能不能推荐一款入门级FPGA开发板 -
任阙杰18592025031 ______ 您好,我来为您解答: 学校发的开发板是basys2用来入门感觉足够了. 我比较推荐黑金开发板,也买过一块EP2C8Q208C8的板子,感觉还不错,可以试试. 希望我的回答对你有帮助.
向荀忠968请问明白人FPGA哪中试验板好点? -
任阙杰18592025031 ______ altera 公司的DE-2开发板很好,但是挺贵的,如果想买便宜的就到淘宝去看看吧很多的
向荀忠968FPGA初学者该如何选择FPGA学习板? -
任阙杰18592025031 ______ 比较好的是 DE1 DE2 个人觉得,其他学习板都是模仿的DE系列做的 初学者可先研究一下试验箱.周立功的SmartSOPC不错,功能很全,例程也很具体,就是有点贵.当然,DE1 DE2都不便宜. 至于市面上的其他板子很多,数不胜数,大致都差不多.不过要买板子,最好是有SRAM SDRAM FLASH的,这样很多东西都可以做.目前我手里有一套板子就少了SDRAM,要么少了SRAM,一些显示做起来会比较麻烦些. 还有就是买板子的时候,一定要有很详细的用户手册和比较详细的一些例程.(但加上这两条,貌似都比较贵,1000+).还有就是不要买带单片机配置的板子,你用起来会很恼火的.
向荀忠968小弟现在打算买一个FPGA的开发板,请各位大侠帮忙看看买什么型号的好一些? -
任阙杰18592025031 ______ 自己做一个吧,价钱会便宜一般左右,altera公司引脚最多的Q封装的是EP1C6Q240C8,做双面板就行,价钱便宜,要想引脚更多,就是BGA封装了,但是得做多层板子,加工费动辄1千多,不合算,这是目前我知道的性价比最高的FPGA,240个引脚,足够做视频的需引脚较多方面的方向的研究
向荀忠968推荐一款FPGA的学习板 -
任阙杰18592025031 ______ ALTERA最主流、用的最广泛的开发板是DE2,很适合新手,例子很丰富.而且有好多书籍都是基于DE2开发板的.例如:《FPGA与SOPC设计教程:DE2实践》电子科技大学出版社 《Verilog HDL与数字ASIC设计基础》华中科技大学出版社 我们实验室就有一块~~
向荀忠968以前学过fpga现在读研打算深入学习并精通之,不知用altera的板子还是xilinx的板子?那个好? -
任阙杰18592025031 ______ altera的板子和xilinx的板子都差不多,都可以.建议你先学会modelsim仿真,自己写testbench,这样能更好的掌握硬件描述语言的特性,不用急于买开发板,有电脑就够了.FPGA设计的最主要工作是,代码设计和仿真,最后烧到开发板的芯片里只是验证,重要的是前面的工作.这个和学dsp和arm不一样.
向荀忠968经验分享:如何选购FPGA 开发板 -
任阙杰18592025031 ______ 然而大多数人对FPGA,不时很了解不能选择好的产品,以至于影响自己的使用.笔者根据使用者身份的不同给出一些建议如下:1 初学者自己购买FPGA开发板学习: 因为是自己用,而且一般对价格有一定的接受限度.此类用户不建议购买原...