FPGA在其他领域的应用(一)

2022-05-10 14:27:26

测试和测量应用：

测试需要是所有细分市场的要求。无论是终端市场，所有产品在运到最终客户之前都必须进行测试。这动态地驱动测试和测量领域的普遍性质，其中包括下面的种类和分段：

通信测试：

- 无线测试仪 (WiMax, WiFi)
- 有线测试仪 (以太网)
- 光学测试仪
- 传统的电信现场测试仪

半导体 ATE ：

- 数字测试仪
- 模拟/射频测试仪
- 混合信号
- 内存测试仪
- 片上系统 (SoC) 测试仪

通用测试：

- 示波器
- 信号生成器 & 分析器
- 逻辑分析器
- 万用表 & 计数器
- 汽车测试仪

测试与测量

汽车领域：

汽车设计人员面临的挑战：

当今的汽车电子系统设计人员面临的三个主要挑战是：

- 实现更短的开发周期
- 开发高性价比和灵活的解决方案
- 满足质量和安全要求

更快的开发周期：

汽车创新技术满足甚至在某些情况下超越了消费者的需求，使得汽车技术更贴近消费者。例如，辅助驾驶系统的视频分析功能采用超低延时精确算法对来自车辆摄像机的实时视频输入进行分析，在瞬间做出判断。系统设计人员需要使用最新的硅片才能实现这些功能，而新的ASIC/ASSP开发计划无法跟上越来越快的开发周期。

汽车电子

FPGA的影响

由于具有以下优势，越来越多的系统设计人员在大批量应用中使用了FPGA：

与ASSP相比，采用重新编程功能，不需要重新设计便能够纠正缺陷，从而降低了风险，产品面市时间比ASIC解决方案更短。

· 不会像ASIC那样要经历耗时的物理设计、设计规则收敛、投片以及制造过程等。
· 能够对FPGA进行硬件修改，而ASSP和微控制器单元(MCU)设计不支持这一功能。
· FPGA设计软件设计软件提供创新技术，以加速系统设计，并利用 FPGA系统内验证减少调试工作。

高性价比、灵活的解决方案：

汽车OEM难以处理的问题是经济性和实际供给——不同的车辆有数百种模型和选择。很多厂商现在认识到需要基于灵活平台的模块化系统设计方法，能够在多种车辆模型或者等级(例如，入门、中端、高端和豪华)上进行定制。

· 这种方法支持在相同封装内扩展 FPGA 的大小，以便您使用相同的主板设计来增加逻辑资源。
· 使用 FPGA 可满足确切的系统要求，优化具备您所需功能的系统，让您无需为不使用的功能支付额外费用。
· 轻松支持多种类型的图像、雷达和激光传感器，以及各种网络连接选项，如控制器局域网 (CAN)、FlexRay、媒体定向系统传输 (MOST) 和以太网 AVB。
· 广泛的汽车级设备包括：Arria 10 FPGA、MAX® II CPLD、Cyclone 和 MAX 10 系列 FPGA、带有基于ARM 的硬处理器系统 (HPS) 的 Cyclone VSoC。

汽车电子

医疗领域：

不断增长的人口和医疗卫生支出。

全球医疗卫生市场受到很多人口发展趋势的影响，包括：

- 人口增长和老龄化。
- 发展中国家和发达国家对改进医疗卫生状况的消费预期都在增长。
- 保险公司和用人单位医疗费用报销和覆盖范围都在下降——消费者/病人不得不自己支付更多的钱。
- 技术发展带来了新的临床治疗方法，从而能够治疗越来越多的疾病，有助于早期诊断，防止疾病的发生。

在今后10年中，医疗卫生市场主要集中在早期诊断、能够从不同地点访问的数字化病人信息，以及“总体解决方案”打包销售等，这些都有助于提高医疗卫生的效能。

医疗领域

新出现的诊断技术支持了早期诊断和预防。例如，正电子辐射断层扫描(PET)技术用于探测很多种癌症，准确率非常高。

“无纸化”医院是另一新出现的发展趋势。数字病人记录支持医生随时获取病人的记录——无论医生在哪里。在数字化医院中，医疗卫生提供商不需要等待几天的时间“从实验室返回”x射线，这是因为x射线机器是数字化的，立即就能够获得图像。

医院也不再是购买单点解决方案，而是转向采购来自不同供应商、具有互操作性的设备，并且具有统一的用户接口。医院开发了内部网络，连接所有的诊断设备，通过网络获得所有病人信息(例如，计算机断层扫描(CT)、x射线、正电子辐射断层扫描(PET)) 传送至数据存储服务器，立即可以访问这些数据。这促使医疗设备供应商开发具有互操作性和统一用户接口的设备。实际上，供应商开始销售包括诊断设备和数据存储服务器以及接口软件在内的全套解决方案。

PET-CT

所有这些发展趋势都提高了医疗卫生的效能—这意味着越来越多的病人通过更好、更快的诊断设备加入到医疗卫生系统中，实现早期疾病诊断和治疗。当无纸化医院成为现实时，由于能够立即获得病人测试结果和记录，因此，进一步提高了效能。

医疗领域

可编程逻辑的优势：

大部分医疗产品都采用了某些类型的半导体。实际上，各类产品中的半导体在不断增长。与其他半导体相比，可编程逻辑器件(PLD)的应用要广泛得多。在医疗设备开发中，PLD是ASIC和ASSP的替代方案，不但实用而且功能强大。在设计过程中，根据需要对PLD重新编程，避免了前端流片(NRE)成本，减少了与ASIC相关的订量，降低了芯片多次试制的巨大风险。和ASSP相比，PLD在设计上非常灵活，可实现电路板级集成，从而使产品在众多的竞争医疗设备生产商中脱颖而出。此外，随着标准的发展或者当需求出现变化时，还可以在现场更新PLD。而且，设计人员能够反复使用公共硬件平台，在一个基本设计基础上，建立不同的系统，支持各种功能，从而大大降低了生成成本。不论是设计CT还是病人监控设备，可编程逻辑器件都能够成功实现系统设计，非常灵活，没有风险——和其他医疗设备生产商相比，不但性价比高，而且更能突出产品增值优势。

最后而且也非常重要的是，PLD的生命周期非常长，帮助客户防止出现产品过时，由于较长的产品生命周期，因此这对于医疗行业非常关键。