4． 由于連接延遲時間的縮短，片上可編程系統（SOPC）能夠提供增強的性能，而且由于封裝體積的減小，產品尺寸也減少了。

       Altera公司為了實現SOPC的設計，不僅研制開發出新器件，而且還研制出新的開發工具對這些新器件提供支持，并且與新芯片及軟件相配合的是帶知識產權的系統級設計模塊解決方案，它們的參數可由用戶自己定義。芯片、軟件及知識產權功能集構成了Altera完整的可編程解決SOPC方案--- Excalibur解決方案，如圖4給出了利用這一方案實現SOPC的流程圖。

 圖4 簡化的SOPC設計流程圖

       四．Actel公司研制開發的FPGA系列產品的主要特征

       Actel公司

一直是世界反熔絲技術FPGA的領先供應商，主要有兩大系列的反熔絲FPGA產品--SX-A 系列和MX高速系列。SX-A系列FPGA的主要特點是功耗低、在接上了所有內部寄存器之后，200MHZ運行時的功耗不到1w，而且價格也較為低廉、并擁有良好的性能。

       SX -A（0.22/0.25um）和SX (0.35um) FPGA系列可以提供12,000到108,000個可用門；64-bit，66MHZ的PCI；330MHZ的內部時鐘頻率，4ns的時鐘延遲，它的輸入設置時間小于0.6ns，不需要逐步鎖定的循環指令；可提供2.5v，3.3v和5v的電壓。這就使FPGA能夠具有一些以前無法實現的功能，使設計者能夠把多個高性能的CPLD壓縮到一片FPGA中，大大降低了功耗，節省了電路板空間，減少了費用。

       另一方面，眾所周知采用反熔絲技術的FPGA盡管具有許多優點，但是卻有一個致命的弱點，即只能進行一次性編程。這就為大規模FPGA產品的開發帶來了許多不便。為了彌補這一不足，近年來，Altel公司也在積極開發其它結構類型的FPGA產品。最具代表的是其新近推出了一種非易失性、可重新編程的門陣列 -ProASIC FPGAs。該系列產品集于高密度、低功耗、非易失性和可重新編程于一身。ProASIC FPGAs的主要特點是：提供98,000到110,000個可用門；內嵌擁有FIFO控制邏輯的兩端口SRAM（容量達到138,000比特）；提供大于200MHZ的內部時鐘頻率；該系列產品的功耗僅是基于SRAM的FPGA產品的1/3到1/2（如圖5所示）。

圖5 ProASIC與SRAM FPGA在相同頻率下功耗的比較

       五．技術發展分析。

       從以上對Xilinx、Altera和Actel三家公司各自開發產品特征的介紹，我們可以看出2000年以FPGA為代表的數字系統現場集成技術發展的一些新動向，歸納起來有以下幾點：

       ⑴ 深亞微米技術的發展正在推動了片上系統（SOPC）的發展。越來越多的復雜IC需要利用SOPC技術來制造。而SOPC要利用深亞微米技術才能實現。隨著深亞微米技術的發展，使SOPC的實現成為可能。與以往的芯片設計不同，SOPC需要對設計IC和在產品中實現的方法進行根本的重新評價。

       新的SOPC世界要求一種著重于快速投放市場的，具有可重構性、高效自動化的設計方法。這種方法的主要要素是：1.系統級設計方法；2.高級的多處理器和特長指令字（VLIW）；3.應用級映射和編譯。但是，真正推動SOPC設計的將是系統級設計而不是特定的硬件或軟件設計方法（如圖6所示）。系統級設計是把一個應用當作一個并行的通信任務系統的設計。著重點放在設計活動的并行性以及在整個應用中利用高度并發的、平行的特性。在SOPC領域中所要求的關鍵技術是在這些平臺上把一個應用的系統級描述轉化成一個高效率的實現。

圖6 SOPC設計將被系統級設計而不是被特定的硬件或軟件設計方法驅動