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低成本PLD加速消费电子产品创新

上网日期: 2005年06月20日 ?? 作者: Martin S. Won and Bernd Riemann ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:consumer electronics? 消费电子? ASIC? 专用集成电路?

当一家消费电子厂商推出一种热销产品时,不久后它便会面临众多仿制品的竞争。对于产品率先面市的消费电子厂商而言,随即而来的价格骤降必定令其感到沮丧。与此同时,消费电子厂商在推出下一代数字媒体产品之前,必须考虑消费者目前已经购买了多少传统的模拟及音视频设备。

这些条件要求产品开发必须具有比采用ASSP及ASIC芯片更高的灵活性与敏捷度。消费电子开发商通常将ASSP用于实现音视频编/解码、连接接口、格式翻译与转换等功能。但仅仅依靠ASSP不能使开发商的产品具有差异性。而且,适合于大多数流行功能的ASSP很少,因此消费电子开放商经常必须转用定制ASIC。

尽管ASIC具有单位成本较低的优势,但其冗长的开发时间却与市场对不断创新及快速提供产品差异性的要求背道而驰。定制ASIC所需的高额NRE费用对开发商而言也是很大的障碍。因此,消费电子产品开发商日益转向采用可编程逻辑器件(PLD市场" target=_blank>PLD)。低成本的PLD目前被广泛用于数字电视、DVD播放机、手持式媒体播放器、机顶盒、家庭网络以及计算机外围设备等众多产品中。

那些在其产品的适当部分中使用可编程逻辑的消费电子制造商,只需修改PLD设计就可以迅速开发出各种新特性。这种性能使得他们能提供同一产品的多个版本,而且只需最少的额外工作就能迅速开发出新产品以满足不断变化的市场需求。这还允许他们对其现有产品进行现场升级。采用这种方式,消费电子开发商可以利用低成本ASSP构建那些成熟的功能,而依靠可编程逻辑提供产品的差异化功能。

图1: MovieBox Deluxe能自
动重配置Cyclone FPGA,
使其仅工作在所需的模式下,
从而减少逻辑电路并降低器
件成本。

这种创新的一个例子是Pinnacle系统公司的Studio MovieBox Deluxe产品。MovieBox Deluxe允许将来自模拟和数字源的多种视频格式导入个人计算机(PC)中,运用Pinnacle Studio 9软件进行编辑。很多消费者拥有存储在模拟磁带上的视频内容,而另一些消费者拥有以数字视频格式存储的内容,他们使用的DV便携式摄像机等设备虽带有IEEE 1394接口,但PC机上却没有配备这种接口。

MovieBox Deluxe能使用USB 2.0接口将所有这些不同类型的视频源连接到PC。在编辑之后,MovieBox还能提供PC与电视机、录像机(VCR)或数字摄像机之间的连接,以便播放或存储内容。

Pinnacle的 MovieBox Deluxe产品具有多个接口,包括用于模拟设备的RCA及S视频输入/输出接口,以及用于数字设备的IEEE 1394接口等。这些接口全部通过设备的USB 2.0接口与PC机相连。在MovieBox Deluxe内部分别由ASSP来负责处理这些接口。此外,它还有一颗单独的Cyclone FPGA负责处理这些ASSP芯片之间的通信。

MovieBox Deluxe具有有限的几种工作模式,具体取决于正在使用的视频源的类型。该设备在给定时间内只需工作在其中一种模式,Pinnacle公司之所以这样设计是因为通过进行重配置,Cyclone能工作在其中任何一种模式下,从而不需额外的处理硬件。重配置FPGA所需的时间仅有数毫秒,不会引起用户注意。最终的FPGA设计使用的逻辑资源远少于使用不可重配置器件所需的资源量,大约仅为后者的三分之一。Pinnacle还可使用最小的Cyclone FPGA,其成本仅占总BOM成本的1/15左右。

为了进一步降低成本,Pinnacle的工程师决定将FPGA配置文件保存在MovieBox Deluxe的PC设备驱动程序中。采用这种方案使MovieBox Deluxe的硬件不需包含配置存储器,因此可进一步减少电路板空间、器件数目以及相应的成本。

通过利用FPGA的可重配置性,Pinnacle将其制造成本减至最小。Pinnacle对替代解决方案的全面评估表明,没有其它器件解决方案能使他们达到成本目标,或者能比基于FPGA的设计更好地满足开发进度要求。

消费电子市场目前的状态正迫使产品开发商对现有的开发模式进行重新评估。依靠ASSP或ASIC来实现最低成本的传统方法,已不能满足快速创新及提高产品差异化水平的要求。但是正如Pinnacle的 MovieBox Deluxe产品所展示的,消费电子开发商可转向采用基于低成本、可编程逻辑器件的解决方案来应对快速变化的市场需求。

作者:Martin S. Won


mwon@altera.com


高级工程师


Altera公司


Bernd Riemann


dburns@pinnaclesys.com


硬件设计总监


Pinnacle系统公司







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