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作者：Altera公司 首席DSP產品規劃經理Michael Parker 上世紀60年代以及70年代早期被認為是“肌肉車”時代。這是從中端汽車設計采用大型發動機開始的。最著名的例子包括Chevelles、Fairlanes、GTO、442、Chargers和Roadrunners。同一時期，福特Mustang開始發展“小馬汽車”，很快就引來了競爭，例如Camaro、Firebird、Barracuda、AMX和Challenger等。那時發動機大小是由立方英寸表示的，明顯的能看到車上的發動機。“396”、“429”、“440”或者“455”等數字代表了性能的高低。 
這些發動機中最傳奇的當屬426 Hemi。該發動機自從1964年推出以來，先后發展了第一、第二、第三和第四代，NASCAR限制它后，名聲大噪。從1966年直到1971年，要符合NASCAR的批準條款，或者產品質量制造要求，這促使著名的“Street Hemi”面市，部分道奇和普利茅斯采用了它。 Hemi發動機排量為7升，采用高轉速氣缸，上面是兩個籃球大小的4缸化油器，具有非常保守的425 hp額定功率。很少有汽車能夠比得上采用了Hemi的Cudas和Challengers；可能只有427 Corvette能夠與其相匹敵。 肌肉車時代一直持續到今天，可選擇的車型越來越有限了。其價格是可以接受的，大部分消費者都買得起Camaro、Mustang、Corvette、Challenger或者Charger，這些車有V8發動機，達到400+ hp，600-700 hp的發動機還有其他選擇。 今天的FPGA生產商正在進行類似的競爭，這對于FPGA客戶非常有好處。在過去幾年中，邏輯密度、存儲器容量、DSP模塊、收發器速率和數量等，幾乎所有的性能指標都在不斷增長。當然，讀者對此并不陌生。 一項對比是怎樣實現這些性能，也就是理論和實際相聯系。回到最初的肌肉車時代，既有手擋也有自動擋。忠實的發燒友選擇了手擋。在一名好司機手里，4速手擋明顯要好于低效的3速自動擋。手擋也更省油，但那時候不太關心這些。 然而，對于現代的肌肉車，情況正好相反。自動擋使用電子控制而不是油壓控制，換擋的速度在100-200ms量級，比人快得多，轉速匹配也是如此。電子控制功能幫助司機防止車輪打滑。含有換擋撥片是用于選擇自己的檔位，盡管這很難提高性能。自動擋現在也很省油，這在今天很重要。檔位的相對數量現在反過來了。例如，現在的道奇挑戰者有8速自動擋和6速手動擋。當然，很多純粹主義者不論是出于傳統還是手動換擋的直接感覺，還是喜歡手擋。但這再也不與提高性能有關了。 對于FPGA，也有同樣的發展趨勢，但不是那么眾所周知。傳統上，FPGA是在Verilog或者VHDL中手動進行編程的，使用定點(整數)數字表示，編程人員決定底層實現，例如，什么時候插入流水線寄存器等。即使是綜合和適配器工具全部自動完成設計，最終設計的質量也基本取決于FPGA編程人員的技術水平。 新的FPGA體系結構開始改變這些。例如，現在的Altera Arria 10 FPGA在數千個DSP模塊中內置了單精度浮點引擎。使用浮點，FPGA編程人員在每次數字運算后，不必再確定位寬、截斷與飽和級，極大的簡化了編程任務。浮點數字表示和實現自動完成這些工作。整數現在保留用于常見的功能，例如，循環計數、狀態機和存儲器索引等。這在算法仿真和實現之間建立了直接通路，保持了系統和FPGA工程師之間的一致性。
使用傳統的Verilog和VHDL設計流程支持這些特性的實現，仍然會繼續主導FPGA設計流程。但是，還有其他設計流程。OpenCL是GP-GPU編程人員的語言，現在針對FPGA進行了優化，提供真正的“按鍵式”編譯體驗。
采用基于模型的設計，設計人員可以繼續留在Mathworks環境中，也能夠獲得最佳結果，很多復雜的大吞吐量參考設計證明了這一點。 與手擋相似，FPGA設計人員仍然可以選擇像以前一樣進行設計和優化，傳統的設計也會跟以前一樣工作。但是，FPGA設計人員會發現，新的自動的方法能夠實現相同甚至更優的結果。而且，隨著邏輯密度的快速增長，很多工程師會發現他們沒有足夠的時間像以前一樣手動優化大規模FPGA設計。就像高性能肌肉車一樣，在FPGA世界中，應該開始發揮自動化的優勢了。 |
