fpga+arm芯片（arm+fpga架构优缺点）

能源电力作为国民经济发展的“先锋产业”和“基础产业”，面临当今复杂多变的国际形势。为了追求更高的独立性和可控性，国内能源电力企业不断寻求各种经过行业验证的国产产品。计划。

然而，单一ARM架构难以应对能源电力多通道/高速AD数据采集、处理、存储和显示的应用场景。目前，ARM+FPGA异构多核架构已经成为能源电力行业的经典架构，可以轻松面对广泛的应用场景。

能源电力中“典型应用”举例

国产ARM+FPGA平台和架构广泛应用于以下能源电力应用场景：

国产AD + FPGA + ARM方案，国产化率100%

为满足能源电力行业“国产化”需求，创龙科技推出首款国产ARM+FPGA平台解决方案（SOM-TLT3F工业核心板），并适配国产多路并口AD 、处理器、ROM、RAM、电源、晶振、连接器等均采用国产工业级解决方案，国产化率100%。

该国产平台基于全志T3 ARM + Unisoc Logos FPGA设计，适配的国产多路并口AD为具有核心互连的CL1606和CL1616。

图1 SOM-TLT3F工业核心板正反面

图2 TLT3F-EVM工业评估板资源框图

创

CL1606是一款16位、8通道同步采样AD芯片，并行采样率高达200KSPS，而CL1616是一款16位、16通道双通道同步采样AD芯片，并行采样率高达200KSPS。 500KSPS。

图3 CL1616芯片

Unisoc Logo PGL25G/PGL50G FPGA 广泛应用于工业领域。逻辑资源分别为27072/51360。它们与国外公司的产品引脚兼容，主要用于多通道/高速AD采集或接口扩展。由于其价格低廉、质量稳定、易于使用的开发环境，受到了工业用户的广泛好评。尤其是开发环境方面，从国外产品切换到紫光展锐产品仅需3天即可完成。

全志T3是一款准车规级芯片，采用四核ARM Cortex-A7架构，主频高达1.2GHz。支持双网口、八通道UART、SATA大容量存储接口。它还支持4通道显示、GPU和1080P H. 264视频硬件编解码器。此外，创龙科技还在T3平台上适配了国产嵌入式系统易辉SylixOS，真正实现了软硬件国产化。

图4 解决方案系统框图

FPGA高达64路AD同步采样

在电力线路测量和保护系统中，需要对多相输配电网络中的大量电流和电压通道进行同步采样。 Core Interconnect CL1606/CL1616是电力系统中最常用的国产ADC采样芯片之一。

SOM-TLT3F工业核心板的FPGA端引出的IO资源共有97个。 CL1616并行模式采集所需IO资源：16条数据线和6条控制线，共22条。4颗CL1616共需要88个IO资源。因此，SOM-TLT3F的FPGA端最多可以实现64通道的AD同时采样。

图5 CL1616AD模块

55MB/s的FPGA与ARM数据高速传输

全志T3+Unisoc Logos平台拥有多种高速通信方式，让ARM与FPGA轻松互联。

双SPI总线，双向通信，实测写入速率达到11.6MB/s，读取速率达到17.8MB/s。 CSI总线，单向通讯，实测读取速率达到55.1MB/s。 SDIO总线，双向通信，实测写入速率可达5.1MB/s，读取速率可达5.4MB/s。

Qt波形流畅显示，1TB大容量存储

Unisoc Logos FPGA通过核心板内部互连的高速接口将采集到的AD数据传输到T3 ARM。 T3 ARM运行Qt程序并将读取的AD数据以波形显示。

另外，T3支持3Gbps速率SATA接口，可适配1T以上大容量存储，方便数据长期存储。