VF-P100K676 FPGA核心板功能設(shè)計(jì)方案

這三年我們經(jīng)歷了太多：我們經(jīng)歷了新冠的折磨，經(jīng)歷了美帝的蹂躪，經(jīng)歷了行業(yè)的變革，甚至經(jīng)歷著可能比未來(lái)每一天都要好的今天。華為讓我認(rèn)識(shí)到我們必須自己具備能力，哲庫(kù)讓再次我們認(rèn)識(shí)到被卡住脖子的難受。我們不知道明天會(huì)是怎么樣，但這幾年我們深刻的認(rèn)識(shí)到，我們必須自己有三把斧子，才能浪跡天涯，行走天下。

以FPGA行業(yè)為例，這幾年國(guó)產(chǎn)FPGA的雄起，讓我們至少在中低端FPGA領(lǐng)域看到了希望，雖然我們的性能，我們的工具鏈還差人老遠(yuǎn)，但至少在大部分時(shí)候可以滿足基本需求。把一切交給時(shí)間，我們一定能夠讓國(guó)產(chǎn)FPGA做得更好。

國(guó)產(chǎn)FPGA首當(dāng)其沖的是紫光同創(chuàng)，其Logos & Logos2系列FPGA在市場(chǎng)上受眾非常廣泛，典型的以Logos2的PG2L100H為例，可以無(wú)縫替代Xilinx的XC7A100T，是FPGA國(guó)產(chǎn)替代的一大突破口。

數(shù)十年來(lái)，我執(zhí)迷FPGA，當(dāng)然我也支持國(guó)產(chǎn)FPGA，今天就給大家?guī)?lái)一款，從方案到打樣，從驗(yàn)證到定格，耗費(fèi)了幾個(gè)月人力的紫光100K FPGA開(kāi)發(fā)板，從此，踏上國(guó)產(chǎn)FPGA的不歸路：

首先為了能將產(chǎn)品最大化復(fù)用，以及客戶替代的便捷性，我們基于紫光 Logos2 FPGA設(shè)計(jì)了市面上體積最小，集成度最高的國(guó)產(chǎn)100K FPGA核心板，如下：

這里不得不簡(jiǎn)單介紹一下紫光Logos2 FPGA PG2L100K的相關(guān)特性參數(shù)，主要如下所示：

在60*50mm的尺寸空間內(nèi)，我們將100K FPGA的常用外設(shè)全部集成，并且做到了所有IO扇出，給底板預(yù)留更大的發(fā)揮空間。FPGA 100K資源，不大不小，剛好可以覆蓋絕大部分的需求，是目前性價(jià)相對(duì)最高的選型。

至于底板，基于我們多年來(lái)專(zhuān)業(yè)做FPGA視頻加速的屬性，除了一些常用的外設(shè)，主要搭載了相機(jī)接口、顯示接口、以太網(wǎng)、USB3.0等圖像相關(guān)的接口，相關(guān)的功能介紹如下圖所示：

我們并沒(méi)有去壓榨底板的成本，而是將100K FPGA的性能發(fā)揮到極致，所有接口都按照最高配置設(shè)計(jì)。

某些FPGA開(kāi)發(fā)板只是一個(gè)功能勉強(qiáng)OK的電路板；但我們并不拘泥于做一款開(kāi)發(fā)板，我們要做一套能夠榨干紫光100K FPGA的性能，覆蓋圖像領(lǐng)域99%應(yīng)用的，極致工匠精神的，視頻圖像處理系統(tǒng)。以下是開(kāi)發(fā)板板載的關(guān)鍵接口的介紹：

上圖的關(guān)鍵，即我們已經(jīng)為下一步鋪好了路。RSICV勢(shì)必會(huì)在未來(lái)成為主角，其生態(tài)鏈的完善只是時(shí)間問(wèn)題。因此我們也會(huì)在不久的將來(lái)，基于這套VF-P100K?FPGA開(kāi)發(fā)板，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的RSICV?FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái)，因此相關(guān)涉及到的UART、SPI 、I2C 、TF Card 、GPIO(LED/KEY）等RSICV必備的外設(shè)，都已經(jīng)提前做了布局。接下來(lái)，只把答案交給時(shí)間。

作為一套視頻圖像處理FPGA平臺(tái)，最重要的就是圖像采集與顯示，目前開(kāi)發(fā)板也是完成了所有外設(shè)的測(cè)試，以及多個(gè)成像系統(tǒng)的搭建。這里簡(jiǎn)單show一下 HDMI 以及 攝像頭呈現(xiàn)系統(tǒng)的演示，如下圖所示：

目前VF-P100K676 FPGA開(kāi)發(fā)板已經(jīng)成功量產(chǎn)，并且已經(jīng)有了alpha客戶選定了此100K FPGA核心板作為其產(chǎn)品主控。開(kāi)發(fā)板所有功能已經(jīng)完成測(cè)試，接下來(lái)的文章中，會(huì)逐步對(duì)每一部分的典型應(yīng)用解決方案，以項(xiàng)目視角給大家做一個(gè)詳盡的介紹。

編輯：黃飛