采用带闪存结构的FPGA对系统设计实现有效管理

3 诊断和预测

尽管涉及一些成本和风险，现今的典型系统常常能够完全维持系统的正常运行。然而，工程师常常需要在不添加元件的前提下跟踪系统的历史性能或故障。诊断和预测 (或者说确定故障模式并预测它们的能力) 正快速成为系统管理的重要元素。当然，对于系统开发来说，读出关于板级系统工作过程的时间戳系统参数或回顾生产之后的故障分析是非常有价值的工作。类似地，当试图识别故障模式及设计弱点的时候，把针对板级系统的“黑盒子”综合起来分析会节省宝贵的时间和人力。

混合信号 FPGA的片上 Flash 为设计工程师提供了能节省时间戳关键的系统参数的能力 — 如电源轨的电流消耗、器件温度和电压轨的波动。该数据不仅可以在故障之后由工程师分析以鉴别故障的根源，而勇于创新的设计工程师正在寻求系统工作期间分析系统趋势的方法。通过分析板级系统生命期内特殊参数的变化，工程师有可能在故障出现之前就对其进行预测，从而延长系统的正常运行时间。

举例说，在采样电机控制应用中，设计工程师可能测量流向线圈及电机转子的电流，以决定什么时候按照已计划好的式样把该设备关停。在工业应用中，因为确定问题的代价不菲，并且从设备关停开始就要损失利润，因此，相比计划关停而言，未经计划关停的成本要高得多。因此，以 Flash 为基础的混合信号FPGA便能让设计工程师在板级系统发生故障之前向维修人员预报故障信息。

对于板级系统设计来说，系统管理功能 (如电源和热管理) 的问题再也不能事后考虑了。现今的分立和固定功能实现方案都会招致高昂的设计成本，更要求不同的元件和板级变更造成较少的设计反复。单芯片、可配置的 FPGA 实现方案是理想的系统管理解决方案。以 Flash 为基础的非易失性混合信号 FPGA 如 Actel 的Fusion PSC 能够减少元件数量、缩小电路板空间及降低系统总成本，从而提高了其可靠性和延长系统正常运行时间。