Der schwierige Weg zum fertigen Chip
Fallstricke bei der Auswahl einer FPGA-basierten Prototyping-Lösung vermeiden
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Eigenbau ist nicht die beste Lösung
FPGA-basierte Prototypen Marke Eigenbau laufen häufig mit Originalgeschwindigkeit, können aber schwierig zu realisieren sein, werden oft zu spät fertig gestellt und erlauben – in vielen Fällen – keine Änderungen in letzter Minute mehr. Durch das erforderliche Debugging des speziellen FPGA-Prototypen wird wertvoller Arbeitsaufwand verschwendet, was vom eigentlichen Ziel ablenkt: System-HW/SW-Integration sowie Validierung und Debugging. Diese Eigenbau-Systeme unterstützen nur schwerlich umfangreiche Designs, weshalb sie heutzutage meist nur für eine kleine Teilmenge des notwendigen Prototypings eingesetzt werden. Während diese maßgeschneiderten Systeme auf den ersten Blick erschwinglich erscheinen, sind die realen Ausgaben wegen der versteckten, einmaligen Entwicklungs- und Supportkosten viel höher. Zu allem Übel werden Eigenbau-Systeme gewöhnlich für ein bestimmtes Projekt entwickelt und sind daher für andere Projektteams nutzlos.
Kommerzielle FPGA-basierte Prototypen stellen eine bessere Option dar. Sie bieten eine hohe Performanz für Echtzeit-I/O-Interfacing sowie geringe Kosten für die Unterstützung mehrerer Teams. Sie bieten weiterhin Kapazitätsvorteile zur Unterstützung vollständiger Systeme und sind unmittelbar verfügbar. Hinzu kommt, dass Firmen wie Synopsys vollständig integrierte Softwaretools, IP und Dienstleistungen für einen automatisierten Entwurfsablauf anbieten, um einen skript-basierten und somit reproduzierbaren Entwurfsprozess zu gewährleisten.
Bei der Betrachtung FPGA-basierter Prototyping-Hardware sollte zuallererst die Qualität des Boarddesigns untersucht werden. Zuverlässigkeit bei hoher Performanz ist entscheidend für einen reibungslosen Ablauf während der Validierungsphasen, für welche der Zeitplan häufig gekürzt wird. Ein Design bei hoher Geschwindigkeit auf der Prototyping-Hardware zum Laufen zu bringen erfordert zusätzlich zu hochwertigen Spannungsversorgungen mit geringem Jitter sowie Filterung auch längen- und widerstandsangepasste Leitungen. Zur Erinnerung: FPGA-basierte Prototypen sollten so schnell wie möglich laufen; das oberste Ziel sollte sein, dass der Prototyp mit der gleichen Frequenz wie der endgültige Chip läuft, allerdings ist das manchmal nicht erreichbar. Dennoch ist höchste Performanz wichtig, denn eine Frequenz von 1 MHz gegenüber 25 MHz würde einen Unterschied in der Betriebssystem-Bootzeit zwischen 35 Stunden und 35 Minuten bedeuten.
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