FPGA平台架构用于复杂嵌入式系统

单端 SelectI/O 资源

对更复杂系统的需求、时钟速率的提高和对 更小芯片到芯片间延迟的要求推动了更高性能I/O的发展。Virtex-II ProTM FPGA系列包括了高度可配置的高性能的可支持范围广泛的I/O标准的单端SelectI/O模块。Virtex-II ProTM SelectI/O模块支持下列单端I/O标准：

GTL+、HSTL (I, II, III, 和 IV)、 SSTL3 (I, 和 II)、 SSTL2 (I 和 II) 、 LVTTL、 LVCMOS(15, 18, 25, 和 33)、PCI33_3、 PCI66_3、 PCIX 和 GTL。

数字控制阻抗匹配（DCI）

DCI为发射器和接收器提供了片上端接。这样 就不再需要电路板上大量的外部端接电阻，降低了电路板的布线困难和器件数量，同时由于消除了端头反射（发生在端接电阻离传输线的端点太远时），还改善了信 号完整性。利用DCI，端接电阻离输出驱动器或输入缓冲器尽可能近。因此，完全避免了端头反射。DCI动态地调整I/O阻抗，使其等于外部参考电阻。

软智力产权（IP）核心

软IP核心为设计增加了功能和灵活性。由于其灵活 性特点，还可利用软IP核心对产品进行较小的升级或对在设计的生命周期中段进行升级，从而延长产品生命周期。许多软核心都可用于Virtex-II ProTM器件。由于具有多达450万FPGA门，设计人员可在一块Virtex-II ProTM FPGA器件中集成多种不同的核心。

Gigabit Ethernet MAC、10/100 Ethernet MAC、多种不同的存储器控制器、ATM Utopia Level 2、总线仲裁器、 I2C、 UART、和SPI等就是Xilinx为Virtex-II ProTM 设计提供的IP核心的一些例子。Xilinx公司的System Generator 工具可利用CoreConnect互连总结架构自动集成PowerPCTM和选择并定制的软外设。  

更大的集成度和更小的尺寸

大多数印刷电路板都布满了众多不同的器件，如存储器、逻辑器件、微处理器、端接匹配电阻，以及多种其他元器件。Virtex-II ProTM FPGA集成有嵌入式微处理器核心多通道Rocket I/OTM收发器，再配合丰富的软IP核心，从而在单个芯片中即集成了上面提到的多种器件。因此，这大大提高了灵活性、性能，并降低了材料清单成本。

可综合的软IP核心可以为设计带来多种功能，并提高设计的灵活性。软IP解决了许多上市时间问题，还简化了设计验证。图1示意出了一个典型千兆位以太网 路由器的框图。其中Memery Controller、FPGA、PLD以及Port Controller MAC模块可以利用Xilinx或其联盟IP合作伙伴所提供的软IP核心代替的数字器件。  

Virtex-II ProTM的可编程特性使嵌入式系统设计人员可在整个开发周期中对系统进行优化，并为硬件和软件设计折衷提供了无与伦比的协同设计灵活性。软件 /硬件划分可提供效率最高的解决方案。以软件方式完成硬件任务成本较低但速度慢。用硬件来完成软件任务速度快但成本高且效率也不高。Virtex-II平 台FPGA器件可以在软件和硬件实施间实现实用的平衡，同时还可提供基于设计规范和要求的最佳解决方案。

当今的许多通信标准和协议还不成熟， 并仍处于持续的演化进行中。在很多情况下ASIC和ASSP解决方案并不适用，因为它们不能随着标准的演化而改变。FPGA是这种情况下的理想选择，因为 他们有可配置的结构，可以容易地实现、重新配置和升级（甚至可通过因特网）新的标准和协议。通信系统（或任何具有多种协议的系统）中存储的不同协议也要求 内置协议变换功能。Virtex-II ProTM FPGA可以非常好地完成此类重要任务。

更少的电路板器件也意味着需要更小的电路板空间，因此,系统成本中又可节约每层每平方英寸达0.22美元的成本。对于一块26层的电路板，这意味着每平方英寸平均5.88美元的成本。图2示意出图1中可实现成本/器件节约的地方。

总结

Virtex-II ProTM FPGA可在高性能FPGA结构中实现软IP核心，具有嵌入式硬微处理器核心、嵌入式Rocket I/O收发器、丰富的硬件和软件功能，并有优化的嵌入式设计工具链支持。这些都使得Virtex-II ProTM FPGA可以最有效的方式解决与嵌入式系统设计相关的几乎所有挑战。Virtex-II ProTM FPGA可满足产品上市时间、在市场生存时间、性能、成本、系统划分、灵活性、可重配置能力、工程资源和更短的设计周期等所有方面的要求。