低成本FPGA應(yīng)用潛力無(wú)限——Altera Cyclone Demo Day集錦

    fpga具有靈活性和及時(shí)面市的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多地被設(shè)計(jì)者用來(lái)作為消費(fèi)類、工業(yè)和汽車、有線和無(wú)線通信以及醫(yī)療市場(chǎng)等系統(tǒng)中asic的替代方案。altera新款cyclone ii器件系列是建立在altera第一代cyclone系列所創(chuàng)建的低成本fpga領(lǐng)導(dǎo)地位之上的，提供了低風(fēng)險(xiǎn)和低成本的解決方案，是中低規(guī)模asic最具吸引力的替代方案。日前，記者在位于香港特區(qū)的altera亞太區(qū)總部參觀了諸多公司利用cyclone器件開(kāi)發(fā)的多種電子產(chǎn)品，充分領(lǐng)略了cyclone fpga新的增強(qiáng)特性和滿足低成本大批量市場(chǎng)需求的理念。以下介紹的產(chǎn)品都采用了cyclone器件，足見(jiàn)其應(yīng)用領(lǐng)域之廣泛。
24磁道硬盤錄音機(jī)
     alesis把創(chuàng)新的產(chǎn)品解決方案引進(jìn)了音樂(lè)和音頻生產(chǎn)領(lǐng)域。新型音頻合成器用cyclone fpga作為數(shù)字信號(hào)處理器和微控制器之間接口，提供音頻多路技術(shù)和硬驅(qū)動(dòng)控制。alesis最近才開(kāi)始使用altera fpga（包括用于hd24產(chǎn)品的acex）進(jìn)行alesis hd24多磁道數(shù)字音頻硬盤錄音機(jī)的設(shè)計(jì)。這個(gè)設(shè)計(jì)需要更高的速度、密度和i/o，cyclone做到了。
無(wú)線遙控觸摸屏
    amx公司采用cyclone fpga處理視頻并產(chǎn)生圖形，包括α混和縮放。同時(shí)用它作為cpu、數(shù)字信號(hào)處理器和lcd顯示之間的接口。amx將基于802.11b的無(wú)線7.5英寸和8.4英寸modero viewpoints（mvp-7500和mvp-8400）結(jié)合在一起，開(kāi)發(fā)了modero系列觸摸屏。mvp是結(jié)合了無(wú)線移動(dòng)性、桌面功能和直接設(shè)置靈活性的用戶接口。它利用標(biāo)準(zhǔn)的802.11b技術(shù)把一路紅外和兩路無(wú)線通信嵌入進(jìn)mvp，成為今天市場(chǎng)上最通用的amx觸摸屏。

 音頻會(huì)議設(shè)備
    clearone公司是提供全線會(huì)議產(chǎn)品服務(wù)和高性能、靈活性和可靠性工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的公司。accumic ii是他們開(kāi)發(fā)的音頻會(huì)議設(shè)備，可作為高端音頻機(jī)頂盒、臺(tái)式機(jī)、基于pc的視頻會(huì)議和因特網(wǎng)會(huì)議系統(tǒng)。cyclone的功能是管理音頻信息，并作為dsp和assp的接口。

全兼容dvd播放機(jī)
     denon公司開(kāi)發(fā)的通用播放機(jī)（dvd音頻視頻和超級(jí)音頻cd播放機(jī)）采用分立電路設(shè)計(jì)和布局，有效地使相互干擾減到最小，實(shí)現(xiàn)了最佳的聲音特性和圖像質(zhì)量。以前他們使用max cpld（包括2200、2900和5900型）與dvd芯片配合，現(xiàn)在他們采用了cyclone，進(jìn)一步提高了頻數(shù)據(jù)管理功能。

遠(yuǎn)程服務(wù)器管理工具
    digital v6 corp.的16通道kaveman是一個(gè)用于遙控16個(gè)服務(wù)器、因特網(wǎng)或本地網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程服務(wù)器管理工具。kaveman利用一個(gè)屏幕、鍵盤和鼠標(biāo)，給用戶完全控制附加計(jì)算機(jī)的能力。如果服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，kaveman也能自動(dòng)地監(jiān)控服務(wù)器的活動(dòng)并通知用戶。cyclone的6個(gè)ep1c12用于以太網(wǎng)傳輸?shù)囊曨l壓縮，為大量生產(chǎn)的產(chǎn)品提供了高性能、靈活性、低成本和可靠性。

可轉(zhuǎn)換桌面顯示器
    dimension technologies, inc.（dti）是2d/3d可變換桌面顯示技術(shù)開(kāi)發(fā)商，擁有包括real-depth 3d和projection tv的技術(shù)。該公司的2015xls是15英寸2d/3d可轉(zhuǎn)換桌面顯示器。強(qiáng)大的軟件使之能夠創(chuàng)建和控制立體圖像，并進(jìn)行實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)、拉近/拉出、截割、縮放等，通過(guò)按鈕可轉(zhuǎn)換到2d瀏覽。cyclone的功能是通過(guò)控制器sdram ip提供視頻數(shù)據(jù)格式化、控制和存儲(chǔ)接口。

混合式汽車電視接收天線
    hirschmann的混合式汽車電視接收天線可用于汽車娛樂(lè)系統(tǒng)中的電視接收。這個(gè)基于fpga的混合電視接收機(jī)，除能收到模擬電視信號(hào)外，還能夠處理dvb-t信號(hào)。完整的數(shù)字信號(hào)處理，包括模擬視頻和聲音天線、基帶聲音處理、文字電視廣播解碼和其他數(shù)據(jù)內(nèi)容如視頻節(jié)目系統(tǒng)（vps）、在連接的sdram中管理和存儲(chǔ)信息，并通過(guò)一個(gè)串行接口與控制主機(jī)通信，都可以在altera cyclone ep1c12 fpga中實(shí)現(xiàn)。 除了其邏輯和算術(shù)的功能外，cyclone fpga的ram也可用于如fifo存儲(chǔ)等功能。

 大容量存儲(chǔ)設(shè)備
    huge systems新一代mediavault u320-r在hdt方式下的ultra 320接口有支持超過(guò)200 mb/s的能力，足以支持來(lái)自一個(gè)5碟陣列的10 bit hd的采集和回放。重新設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)箱支持5個(gè)可抽取驅(qū)動(dòng)器。它的容量從600 gb到1.25tb。cyclone器件的大容量低成本特性使他們的產(chǎn)品具有更大的集成度和更多的功能，同時(shí)將成本保持在最低水平。

機(jī)器視覺(jué)照相機(jī)
    jai/pulnix的產(chǎn)品線包括ccd和cmos技術(shù)，分辨率從vga到數(shù)百萬(wàn)像素，改進(jìn)的掃描和交錯(cuò)格式，光照度最低為0.00001lx。其照相機(jī)有單色和彩色兩種，提供包括從8～1000 fps以上的實(shí)時(shí)圖像采集，以及camera link在內(nèi)的多種物理接口。cyclone把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以太網(wǎng)包進(jìn)行傳輸，并使這臺(tái)照相機(jī)具有了將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成千兆位以太網(wǎng)包的特殊能力。

網(wǎng)絡(luò)安全訪問(wèn)裝置
    koolspan的securedge是koolspan的wi-fi局域網(wǎng)絡(luò)安全解決方案的一部分。它利用256 bit aes編碼限定對(duì)wi-fi網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)。授權(quán)用戶把一把usb的密鑰/安全裝置插入他們的pc中就可以訪問(wèn)安全的網(wǎng)絡(luò)。cyclone 的nios處理器執(zhí)行256 bit aes編碼/解碼，并為存儲(chǔ)器和一個(gè)智能卡提供內(nèi)部系統(tǒng)接口。這個(gè)產(chǎn)品解決了wi-fi網(wǎng)絡(luò)不安全的問(wèn)題。他們?cè)瓉?lái)考慮的aes編碼/解碼是使用assp或微處理器，但是在assp的靈活性和處理器性能方面遇到了麻煩。最終他們選擇了硬件加速性能更好的cyclone fpga。koolspan未來(lái)的產(chǎn)品將選擇更高速度等級(jí)的cyclone ，把軟件功能移植到硬件上，采用nios ii處理器，這些都不需要修改pcb。

 視頻處理裝置
    lumagen開(kāi)發(fā)的vision pro提供圖像轉(zhuǎn)換、像素運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)隔行分離和完全可編程序的視頻調(diào)節(jié)，這對(duì)家庭影院的發(fā)展是非常重要的。vision pro有8個(gè)用戶可編程輸入，采用專業(yè)級(jí)bnc進(jìn)行連接。所有輸入都可以作為合成或svideo進(jìn)行編程。8 輸入的功能解決了8 個(gè)視頻源要在系統(tǒng)中使用8個(gè)獨(dú)立視頻開(kāi)關(guān)的問(wèn)題。用戶可以使用遠(yuǎn)紅外或一個(gè)rs232串口控制vision pro。cyclone的功能 是圖像處理，提供了視頻處理器所需的性能和價(jià)值。

firewire混音器
    828mkii是unicorn（motu）為mac和pc開(kāi)發(fā)的可擴(kuò)展、高精度f(wàn)irewire音頻錄音混音器。它包含把一臺(tái)計(jì)算機(jī)變成強(qiáng)有力的24 位、96khz數(shù)字化音頻工作站所需要的所有功能。它可提供20種輸入和22種輸出，包括10通道96khz模擬錄音和回放、8通道adat數(shù)字i/o和立體聲s/pdif。系統(tǒng)可以通過(guò)連接附加的828或896firewire音頻接口進(jìn)行擴(kuò)展。cyclone用于執(zhí)行多通道數(shù)據(jù)管理、dsp、lvds與所有i/o通道的連接。

 視頻壓縮和無(wú)線傳輸裝置
    memorylink的strongbow可以提供高質(zhì)量、低等待時(shí)間的音頻/視頻壓縮，并通過(guò)無(wú)線以太網(wǎng)，如motorola的canopy無(wú)線寬帶進(jìn)行傳輸。flanger則可通過(guò)類似無(wú)線以太網(wǎng)的t1和e1網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)縫傳輸。有了memorylink的malachi架構(gòu)和cyclone fpga，strongbow和flanger的硬件變成了交互式，可重新編程和重建，實(shí)現(xiàn)了可伸縮性和更大的靈活性。cyclone的用途是壓縮音頻和視頻數(shù)據(jù)。

無(wú)線接入盒
    motorola用于無(wú)線通信的canopy是一個(gè)無(wú)線接入系統(tǒng)，可以為住宅和電子郵件業(yè)務(wù)用戶提供以前難以獲得的因特網(wǎng)無(wú)線接入速度，解決了“最后一公里”的因特網(wǎng)接入問(wèn)題。cyclone fpga用來(lái)執(zhí)行下列功能：數(shù)據(jù)鏈控制器、des編碼、reg建立、序列、tx/rx、連接rf并執(zhí)行包匯編和分解、時(shí)鐘恢復(fù)等。

 衛(wèi)星與硬驅(qū)機(jī)頂盒
    motorola寬帶通信部（bcs）為寬帶運(yùn)營(yíng)商提供交互式數(shù)字視頻、聲音和高速數(shù)據(jù)端到端系統(tǒng)解決方案。它開(kāi)發(fā)的帶有硬盤的衛(wèi)星與電纜機(jī)頂盒dsr5xx and dct2600采用了altera fpga。cyclone為加密設(shè)備執(zhí)行前mux功能。這既有助于在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列好處，又縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。

視頻采集和壓縮/解壓縮卡
    morphis是matrox公司的產(chǎn)品，它提供標(biāo)準(zhǔn)的視頻采集和實(shí)時(shí)的jpeg2000壓縮/解壓縮。它是那些要求從多標(biāo)準(zhǔn)源連續(xù)采集視頻監(jiān)視應(yīng)用的最快存取的理想方案。作為圖像壓縮和解壓縮板，matrox morphis適用于標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)圖像及工業(yè)圖像的歸檔與傳輸。若干cyclone器件執(zhí)行的功能包括：視頻采集、pci接口、存儲(chǔ)控制器、視頻接口和顏色空間轉(zhuǎn)換pci接口。

數(shù)字i/o模塊
    國(guó)家儀器公司使用altera的cyclone fpga開(kāi)發(fā)了低成本、達(dá)到高可靠工業(yè)特性的數(shù)字i/o模塊。這些特性是以往的單pci數(shù)字 i/o模塊所不能比擬的，它包括看門狗定時(shí)器、變化檢測(cè)、輸入濾波器和通電狀態(tài)，所有功能都可通過(guò)軟件進(jìn)行編程，而無(wú)須跳線。許多新產(chǎn)品具有獨(dú)立的輸入和輸出，適合連接高電壓、大電流或高噪聲信號(hào)。cyclone為工業(yè)測(cè)量和控制應(yīng)用提供輸入濾波、看門定時(shí)、可編程通電狀態(tài)和變化檢測(cè)。

探魚(yú)器
    navman為商業(yè)和娛樂(lè)提供高級(jí)gps導(dǎo)航、通信和海上電子產(chǎn)品。公司也與全球領(lǐng)先的硬件廠商如palm等密切合作，開(kāi)發(fā)可以?shī)A在衣服上的手持gps。在fish 4350、4380和trackfish 6600中，帶有nios處理器的cyclone用做存儲(chǔ)控制器、圖形引擎、a/d和定制通信接口。

小型數(shù)字視頻攝像機(jī)
     panasonic利用cyclone開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品是小型數(shù)字視頻攝像機(jī)（ag-dvx100a）。這是一種高質(zhì)量圖像的dv照相錄像機(jī)，適合于專業(yè)應(yīng)用（如創(chuàng)造性的內(nèi)容生產(chǎn)和動(dòng)態(tài)圖像采集），功能豐富，操作簡(jiǎn)單。它提供了滿足專業(yè)攝影師需要的高級(jí)指標(biāo)和設(shè)計(jì)上的改進(jìn)。cyclone的功能是視頻dsp處理，其高容量能力對(duì)ag-dvx100a數(shù)字視頻照相機(jī)產(chǎn)品的成功至關(guān)重要。設(shè)計(jì)者要求的是最低的成本、最高的設(shè)計(jì)靈活性、可靠的性能和量產(chǎn)過(guò)程的可用性。

高分辨率lcd投影機(jī)
    高分辨率lcd投影機(jī)（pt-ae500）也是panasonic的產(chǎn)品，它是一個(gè)結(jié)合了1280