解决硬盘驱动器能耗难题

今天，大多数开发便携式媒体播放器、PDA、智能电话和基于IP协议的语音电话等高档电池供电消费类产品的设计人员都在使用某种或其他类型的FPGA(现场可编程门阵列)。比较先进的FPGA器件还集成了一个与外部逻辑连接在一起的嵌入式RAM，因此可以用来增加更先进的功能。这种FPGA的一种典型应用包括充当系统处理器及其HDD(硬盘驱动器)之间的桥接器件，利用RAM作为一个FIFO(先进先出存储器)将处理器存储器与硬盘驱动器加以区分，进而有利于更快的数据传输。这种方法有一种显著的节能优势：当硬盘驱动器运行时，它需要汲取几百毫安的电流——不论数据传输率如何；通过提供高带宽数据缓冲，IDE硬盘驱动器总线可以在瞬增流量下以最高速度运行，也就是说，磁盘驱动器可以经常处于省电模式。

不过，迄今为止，这种额外的外部逻辑需要进行设计、验证并与FPGA中使用RTL来源的嵌入式RAM连接。QuickLogic公司新的PolarPro系列FPGA使所有这些成为了历史。这种器件包括一个高度灵活的嵌入式RAM块，使设计人员不使用任何额外的桥接逻辑，甚至不须编写一行RTL代码，即可实现FIFO。更有甚者，这种缓冲器能够同时具备各种深度和宽度、可编程输出标记，可以在两个不同的时钟域运行！

图1 PolarPro FPGA布局

图1所示为PolarPro FPGA的布局，它包括嵌入式RAM块和FIFO控制器。虽然这两种功能是以硬连接的标准单元(ASIC)实现，但是却可提供高度灵活的功能。每个RAM块都包含4608位的存储空间——即使是最小的器件也可提供8个RAM块--每个RAM块都有其自己的FIFO控制器。以下是可供使用的配置：

利用简单的限制条件(simple proviso)可以实现任何一个或一组这样的FIFO配置，使给定器件的RAM块和FIFO控制器的总数不致太多。在每种情况下，都可以得到以下特性：