FPGA技术在中国行业里的应用

631所高级工程师 赵强

各位来宾大家下午好。我汇报的主要内容是FPGA在航空电子设备中的应用。

首先是FPGA的主流厂商及FPGA的分类。FPGA的分类主要反熔丝的FPGA，基于Flash的FPGA。FPGA的基本结构，可配置逻辑单元，可编程互联单元，I/O单元。第一是FPGA的制造工艺进步，由原来微米级的工艺，转到28纳米。第二是更多的I/O电源。这个是FPGA的演进路线图，其实它最初由最基本的结构逐步添加存储器，然后增加一些软硬件和处理器。FPGA会采用多种技术提高它的性能。大家知道我们一般用FPGA的方式，在PCB板上都采用CPU+FPGA的结构。由于FPGA的快速发展，在工业和民用领域有了广泛的应用，这是它的应用领域。FPGA的可靠性增加，它在工业领域和民用领域逐步延伸到航空航天领域。这个是耐辐射的FPGA，它主要的特点就是抗辐射、高性能、低功耗，主要用于航天领域和信息处理系统的无线电通讯。这个是FPGA在国外航空、航天电子设备中的应用，有一些军温级产品信号和抗辐射军温级产品信号。

下面我介绍一下Lattice，它主要用于军用计算机和通讯领域。FPGA在国内航空、航天电子设备中的应用。这个是ARM在航空专用集成电路和SoC芯片原型验证中的应用。这个是FPGA在机载网络的应用。

FPGA在国内航空电子应用过程中的问题，一个是功耗比较大，无法满足航空电子系统低功耗的要求。第二是FPGA器件封装形式固定，不可定制，且外围需要复杂的电源，配置电路无法满足航空电子系统小型化及系统减重的要求。目前航空电子使用到的FPGA器件的供货商都在国外，国内没有大规模可编程器件的供货商。另外航空器的生命周期较长，整个生命周期的维护、保障都要面对国外的禁运、断档、停产，无法解决航空电子系统核心器件自主保障的问题。国内可订到的FPGA器件大多仅限于工业基，没有军品级器件，无法满足军用航空电子系统设计定型的问题。航空电子系统使用的FPGA器件大多是高端，大规模的FPGA，其价格昂贵，无法解决降低航空电子系统设计和生产成本的问题。我要汇报的就是这么多，谢谢大家。