FPGA在嵌入式系统中的开发方向

结合在一起。

Altium Designer支持PCB与FPGA引脚的双向同步，提供完善的混合信号仿真、布线前后的信号完整性分析功能，提供了对高密度封装(如BGA)的交互布线功能。

在原理图部分，Altium Designer新增的特性包括：文件管理功能，多层次、多通道的原理设计，可自动标注元器件，FPGA引脚配置导入，原理图环境中的PCB规则定义，丰富的集成库，改善的编辑、查询和可视化。

FPGA引脚配置导入功能允许管脚约束文件，管脚定义可以直接来源于FPGA器件商的引脚约束文件，同时提供对引脚名称和电气类型定义的支持;不再强调必须在Altium Designer环境下完成包括FPGA内部逻辑电路设计在内的一体化系统设计。

在PCB部分提供了完整的由规则驱动的PCB设计环境;支持高速设计，具有成熟的布线后信号完整性分析工具;支持差分对布线;支持BGA封装器件的逃溢式扇出功能;支持汉字输入;支持任意可配置引脚定义器件的网络优化功能;Orcad、PADS、AutoCAD和其他软件的文件导入和导出功能;完整的ODB++/Gerber CAM-系统使得用户可以重新设计原有的设计，弥补设计和制造之间的差异。PCB部分还支持布局优化、布线功能优化、PCB板的3D显示、FPGA的全面协同、CAM输出。

Altium Desigenr内嵌的仿真软件兼容XSPICE/PSPICE电路仿真模型，它能将仿真结果以波形的方式显示，可进行混合电路仿真和仿真波形显示，支持多种仿真模型。在信号完整性分析部分，提供了消除反射和串扰分析功能，

在Altium Designer中，用户可以用图形化的方式来完成整个设计流程，系统自动调用FPGA厂商提供的工具进行布局布线，设计环境中的集中过程控制和监测功能使得信息能够得到及时反馈从而实现交互式设计与调试。

使用“虚拟仪器”元件，工程师可以在原理图级将“虚拟仪器”连入设计;FPGA编程后，可以从外部控制;可以实时观察FPGA发生的情况;调试时使用JTAG边界扫描检验FPGA的信号;用Nexus协议和虚拟仪器进行通信并对设计进行调试。

Altium Designer还提供了大量通用的预验证的IP Core，支持通用IP Core 的设计，并且支持第三方提供的IP Core 。通过与Nanoboard NB1系统验证板的结合，可进行实时设计，从而实现独立于目标器件的FPGA设计。

Altium公司的这种设计方法，将硬件、软件和可编程硬件等领域均被统一在单一的开发系统内，可以完全控制和同步从概念构想到完成实施的整个设计流程。

这种一体化开发流程的缺点是，尽管非常方便易用，但软件的各个部分在性能和功能上无法全部做到领先，在验证、功能设计、PCB设计等方面要弱于一些专业性的或FPGA厂商自己的软件，在需要针对器件进行非常细致的优化以取得最佳性能时，Altium Designer就未必是最佳选择了。定位不同的硬件开发板

同软件定位不同一样，目前众多的硬件开发电路板的市场定位也是不同的。主流的FPGA厂商均推出了自己的开发板，为了市场推广和销售的需要，他们也和一些大的经销商合作推出开发板，更容易利用经销商在价格和渠道上的优势。

Xilinx公司的主要经销商安富利公司开发了很多FPGA开发板，在功能上更加丰富，在定价和促销上也更灵活。如，安富利推出的Virtex-4 FX PCI Express开发工具套件和Virtex-5 LX开发工具套件。

图 Virtex-4 FX PCI Express开发套件

找到精确满足开发人员需求的FPGA开发基板是非常困难的，在基板上添加子板是一个不错的方法。安富利推出的EXP扩展标准使设计人员在原型设计时候可以通过子卡添加多种功能，满足FPGA开发板的不同要求，免费提供给设计工程师用于定制基本板和扩展模块。使用EXP模块的好处是成本低、灵活性高、易于制作原型。在结构上，半长EXP模块可提供84个用户I/O、32个单端信号、22个差分信号、单端时钟输入和输出、差分时钟输入和输出，单端和差分信号的最高频率分别是200MHz和700MHz。

安富利提供的EXP模块包括：视频预处理模块、高速ADC模块、高速DAC模块、ADI公司的EXP适配器模块。有全长(126mm×80mm)和半长(108mm×80mm)两种尺寸，采用Samtec公司高性能的QTE/QSE连接器。

视频预处理模块的输入兼容DVI、VGA、S-Video，输出支持DVI、VGA、LCD，具有图像传感器、音频输入和输出。高速ADC EXP模块采用TI的12位、50MS/s ADC，带有14位的LVDS接口，用两块卡可以支持双通道。高速DAC模块采用TI的双通道、16位分辨率、采样率为1GS/s、带16位LVDS接口的DAC。还有支持ADI公司器件的EXP适配器模块，可以很方便地连接到90多种ADC*估板上，支持LVDS和并行接口*估板，可连到Virtex-4、Virtex-5和Spartan-DSP基板上。