【正文】 安全專用芯片處理，然后卡上 CPU再把處理后的數(shù)據(jù)寫入雙端口 SRAM中，再經 PCI總線提交給計算機系統(tǒng)處理。對于協(xié)議信息和安全管理信息，卡上 CPU不把此類數(shù)據(jù)送給安全芯片，而是直接處理并給計算機系統(tǒng)返回相關信息。 FPGA設計與應用 3DESPCI安全卡的設計 ◆ 6種 PCI安全卡典型結構性能分析和比較 數(shù)據(jù)主要路徑是：放在微機系統(tǒng)內存的數(shù)據(jù)經 PCI總線寫入雙端口 SRAM中，卡上 CPU只讀出協(xié)議信息和管理信息，直接處理并給微機系統(tǒng)返回相關信息。而安全芯片也作為能獨立執(zhí)行的智能控制器從雙端口 SRAM中讀出數(shù)據(jù)并進行處理，然后把處理后的數(shù)據(jù)重新寫入雙端口 SRAM中，再經 PCI總線提交給微機系統(tǒng)處理。 FPGA設計與應用 3DESPCI安全卡的設計 ◆ 6種 PCI安全卡典型結構性能分析和比較 數(shù)據(jù)主要路徑是：放在微機系統(tǒng)內存的數(shù)據(jù)經 PCI總線寫入輸入 FIFO中，卡上 CPU把數(shù)據(jù)讀出并交給安全芯片處理，然后卡上 CPU再把處理后的數(shù)據(jù)寫入輸出 FIFO中，再經 PCI總線提交給微機系統(tǒng)處理。對于協(xié)議信息和安全管理信息，卡上 CPU不把此類數(shù)據(jù)送給安全芯片，而是直接處理并給微機系統(tǒng)返回相關信息。 FPGA設計與應用 3DESPCI安全卡的設計 ◆ 6種 PCI安全卡典型結構性能分析和比較 數(shù)據(jù)主要路徑是：放在微機系統(tǒng)內存的數(shù)據(jù)經 PCI總線寫入輸入 FIFO中，卡上 CPU只讀出協(xié)議信息和安全管理信息，直接處理并通過輸出 FIFO給微機系統(tǒng)返回相關信息。而安全專用芯片也作為能獨立執(zhí)行的智能控制器從輸入 FIFO中讀出數(shù)據(jù)并進行處理，然后把處理后的數(shù)據(jù)重新寫入輸出 FIFO中，再經 PCI總線提交給微機系統(tǒng)處理。 FPGA設計與應用 3DESPCI安全卡的設計 ◆ 6種 PCI安全卡典型結構性能分析和比較 接收數(shù)據(jù)主要路徑是：發(fā)方來的數(shù)據(jù)從網絡接口放在網絡輸入數(shù)據(jù)緩沖（ FIFO）中，卡上 CPU讀出數(shù)據(jù)并進行識別，對安全協(xié)議信息和安全管理信息，直接處理；對報文信息，卡上 CPU把它們交給安全專用芯片進行處理，然后 CPU再把處理后的數(shù)據(jù)寫入輸出 FIFO中，再經 PCI總線提交 給微機系統(tǒng)處理。 發(fā)送數(shù)據(jù)主要路徑是：本地微機把要處理的數(shù)據(jù)經 PCI總線寫入輸入 FIFO中，卡上 CPU把數(shù)據(jù)讀出并交給安全專用芯片進行處理，然后 CPU再把處理后的數(shù)據(jù)寫入網絡輸出數(shù)據(jù)緩沖中，經網絡發(fā)到目的端；對于協(xié)議信息和安全管理信息，卡上 CPU不把此類數(shù)據(jù)送給安全芯片，而是直接處理并給本地微機返回相關信息，或者通過卡上的網絡接口發(fā)到目的端。 FPGA設計與應用 3DESPCI安全卡的設計 ◆ 6種 PCI安全卡典型結構性能分析和比較 接收數(shù)據(jù)主要路徑是：發(fā)方來的數(shù)據(jù)從網絡接口放在網絡輸入數(shù)據(jù)緩沖（ FIFO）中，卡上 CPU只讀出報頭數(shù)據(jù)并進行識別，對安全協(xié)議信息和安全管理信息，直接處理；對安全報文信息， CPU通知安全專用芯片讀出并進行處理，然后安全專用芯片直接把處理后的明文數(shù)據(jù)寫入輸出 FIFO中，再經 PCI總線提交給微機系統(tǒng)處理。 發(fā)送數(shù)據(jù)主要路徑是：本地微機把要處理的明文數(shù)據(jù)經 PCI總線寫入輸入 FIFO中，卡上 CPU只讀出報頭數(shù)據(jù)并進行識別，對明文報文信息，由安全專用芯片讀出并進行處理，然后安全專用芯片直接把處理后的數(shù)據(jù)寫入網絡輸出數(shù)據(jù)緩沖中，卡上 CPU把有關報頭信息加在數(shù)據(jù)前面，經網絡發(fā)到目的端；對于協(xié)議信息和安全管理信息，卡上 CPU直接處理并給本地微機返回相關信息，或者通過卡上的網絡接口發(fā)到目的端。 FPGA設計與應用 總結與結論 數(shù)字邏輯的門類千變萬化，但就其本質而言，只有組合邏輯和時序邏輯兩大類。它們在復雜數(shù)字系統(tǒng)的設計中，各自承擔著自己的責任。一般情況下組合邏輯可以用來完成簡單的邏輯功能，如多路器、與或非邏輯運算、加法和乘法等算術運算。而時序邏輯則可以用來產生與運算過程有關的（按時間節(jié)拍）多個控制信號序列包括存儲運算的結果和取出存儲器中的數(shù)據(jù)。在用可綜合的硬件描述語言設計的復雜運算邏輯系統(tǒng)中，往往用同步狀態(tài)機來產生與時鐘節(jié)拍密切相關（同步）的多個控制信號序列，用它來控制多路器或數(shù)據(jù)通道的開啟 /關閉，來使有限的組合邏輯運算器資源得到充分的運行，并寄存有意義的運算結果，或把它們傳送到指定的地方，如有關部件的輸入 /輸出端口。 通過對加密卡的設計，展示出了 FPGA在加密卡上的應用，讓我們從一個更高的角度來理解 FPGA的設計，在以后的設計實踐中也有利于從 FPGA接口方面考慮來完善FPGA本身的設計。要注意的是， ，而在于一種系統(tǒng)的設計理念，仔細分析各種典型結構的好壞優(yōu)劣對于提高系統(tǒng)設計能力是很有好處的。 FPGA設計與應用 第８章 FPGA發(fā)展趨勢 ８ .1 工藝技術的進步使 FPGA性能更強 ８ .2 設計理念的創(chuàng)新使 FPGA向 SOPC方向發(fā)展 ８ .3 總結與結論 FPGA設計與應用 ８ .1 工藝技術的進步使 FPGA性能更強 ◆ 更高性能 ◆ 更低成本 采用深亞微米的半導體工藝后，器件在性能提高的同時，價格也在逐步降低。由于便攜式應用產品的發(fā)展，對現(xiàn)場可編程器件的低壓、低功耗的要求日益迫切。因此，無論哪個廠家、哪種類型的產品，都在瞄準這個方向而努力。例如在前面所提到的 Xilinx公司的 SpantanTM系列的 FPGA、 Altera公司的 APEX 20KE器件、ACEX系列以及 Actel公司的 SX系列產品都是向高密度、低壓、低功耗發(fā)展的典范。 不僅如此，更有新型的公司以其特色的技術加入低壓、低功耗芯片的競爭。典型的如 Philips Semiconductors推出的 CoolRunner 960，是一種具有 960個宏單元的 CPLD，無論在何種應用中，都能提供標準的 6ns傳輸延遲、工作于 3v的電壓下。該器件低功耗的關鍵是采用了 Zero Power互連陣列，它用一個由外部邏輯實現(xiàn)的 CMOS門，代替了其它 CPLD常用的對電流敏感的運放。這樣當其它的相等規(guī)模的 CPLD需要消耗 250mA的靜電流時， CoolRunner 960的耗電不到 100mA。 采用 90nm工藝的 FPGA，在容量對等的前提下，生產的 FPGA的硅片尺寸變得更小，使得成本大為降低。 FPGA設計與應用 ◆ IP復用 ◆ 混合 FPGA ８ .2 設計理念的創(chuàng)新使 FPGA向 SOPC方向發(fā)展 為了更好的滿足設計人員的需要，擴大市場，各大現(xiàn)場可編程邏輯器件的廠商都在不斷的擴充其知識產權（ IP）核心庫。這些核心庫都是預定義的、經過測試和驗證的、優(yōu)化的、可保證正確的功能。設計人員可以利用這些現(xiàn)成的 IP庫資源，高效準確的完成復雜片上的系統(tǒng)設計。典型的 IP核庫有 Xilinx公司提供的LogiCORE和 AllianceCORE。 半導體產品的一貫目標是以更小的尺寸、更低的成本和更小的功耗，獲得更高的質量與性能。從設計角度來看，它的趨勢是以各種宏模塊的集成來代替分離的芯片，混合 FPGA便是這一趨勢下的必然產物。 所謂混合 FPGA，是指將各類數(shù)字電路單元（可編程邏輯、 CPU/DSP、存儲器等）和模擬電路單元（模擬線性電路、 A/D、 D/A等）的 FPGA。 隨著 IC技術的成熟與廠商間的激烈競爭，混合 FPGA開始吸引 IC廠商的目光，這也是由于其自身的特點造成的。由于混合 FPGA不必驅動芯片外的數(shù)字負載，因而可以滿足產品對低功耗、高性能的要求。此外，采用混合 FPGA可減少所占用的印制電路板（ PCB）實際面積，從而大大地降低成本。因此，混合 FPGA能以更小的尺寸、更低的成本和更小的功耗，獲得更高的質量與性能，以強大的市場競爭力受到整機廠商的歡迎。 FPGA設計與應用 ８ .３ 總結與結論 綜上所述 ， 我們可以看到在新世紀 ， 以 FPGA為代表的數(shù)字系統(tǒng)現(xiàn)場集成技術正朝著以下幾個方向發(fā)展 。 隨著便攜式設備需求的增長，對現(xiàn)場可編程器件的低壓、低功耗的要求日益迫切。 芯片向大規(guī)模系統(tǒng)芯片挺進，力求在大規(guī)模應用中取代 ASIC。 為增強市場競爭力，各大廠商都在積極推廣其知識產權（ IP）核心庫。 動態(tài)可重構技術的發(fā)展，將帶來系統(tǒng)設計方法的轉變。