汎用テスト機器は、オシロスコープ、ロジック・アナライザ、信号ジェネレータ、ビデオ・テスト装置、自動車テスト装置、その他の多くの要素で構成されています。これらの製品は、ラボから製造施設までの多様な環境において複数のアプリケーションで使用されます。

プログラマブル・ロジックは、汎用テスト装置の開発において引き続き重要な役割を果たします。 FPGA の柔軟性と拡張性により、「time-to-market 」が短縮され、リスクが軽減されます。さらに、統合機能の急激な進歩と相まって、プログラマブル・ロジックはハードウェアおよびソフトウェア両方の開発チームにとって新たな中心的存在となりました。

プログラマブル・ロジックの使用に加えて、性能要件および回路の集積度が増大するに伴い、多数の新しい回路構造が登場しています。 新しいバスの多用は、しばしば高速シリアル・データ転送が関係し、SoC (system-on-a-chip) および SOPC (system-on-a-programmable-chip) デバイスの一般的な使用が業界に浸透しました。現在、設計者は非常に複雑なデザインや回路構造を扱う必要があり、インサーキット・デバッグがより困難であると同時に、以前にもまして必要なものとなっています。 図 1 に、標準的なビデオ・テスト装置におけるオンライン計測のための高速キャプチャ、解析、および処理を示します。

図 1. ビデオ・テスト装置での代表的な FPGA の使用

アルテラのソリューション

アルテラの Stratix®Arria®Cyclone® シリーズ FPGA の機能豊富なアーキテクチャは、汎用テスト機器および装置の製造向けの優れたソリューションを提供します。これらのプログラマブル・デバイス・ファミリは、システム設計者に他のデバイス・ソリューションでは得られない柔軟性、性能、統合、およびデザイン・リソースを提供します。これらのシリコン製品をアルテラ IP コアの幅広いポートフォリオと組み合わせて、設計者に次世代の汎用テスト機器および装置を開発するための業界最先端ソリューションを提供します。

Stratix シリーズ FPGA は、システム性能を高めるために、ブロック・ベースのデザインを促進する高性能アーキテクチャを使用しています。Stratix デバイスには、最大 1,087K の等価ロジック・エレメント(LE)、最大 50 M ビットのエンベデッド・メモリ、最大 3,510K の 18 x 18 乗算器付き 高性能、可変精度デジタル信号処理 (DSP) ブロック、および最も人気の高いインタフェース規格用の柔軟な I/O が含まれています。

Stratix シリーズ デバイス は、PCI Express 3.0、2.0 および 1.1 バージョンなどの複数のシリアル・プロトコルに必要な精度で、最大 28 Gbps をサポートするトランシーバと、最大 12.5 Gbps をサポートする最大 66 本の全二重トランシーバ・チャネルを内蔵しています。トランシーバを搭載しているため、汎用テスタ製品に対するコスト効果およびボード・スペース効率の両方で高いソリューションを提供します。 Stratix シリーズFPGAは、Stratix シリーズFPGA アーキテクチャ上に構築され、入力および出力データ処理機能(フレーミング、ビット・エラー・レート・テスト、クロック信号の同期化など)に必要なエンベデッド・メモリおよび LE リソースを備えています。

Arria® FPGA シリーズには、デュアルコア ARM® Cortex™-A9 MPCore™ エンベデッド・プロセッサなど、独自のイノベーションが導入されています。この HPS には、ハード化した豊富なペリフェラル群、消費電力が最小の 6.5536 Gbps および 10.3125 Gbps トランシーバ、ハード化したメモリ・インタフェースのほか、再設計したアダプティブ・ロジック・モジュール (ALM)、可変精度 DSP ブロック、分散メモリ・ブロック、新しい M10K エンベデッド・メモリ・ブロック、フラクショナル・クロック合成 PLL (Phase-Locked Loop) からなる、消費電力に最適化したコア・アーキテクチャが導入されています。

Cyclone シリーズ FPGA の高集積度、低コスト・デバイスは、信号あたりの価格を低く抑える必要があるアプリケーションに最適です。 Cyclone シリーズ FPGAを、Nios® II エンベデッド・プロセッサなどのアルテラ IP コアと併用すれば、デザイン時間を大幅に短縮する制御機能を実装できます。このエンベデッド IP によって、開発サイクルが短縮でき、コストが削減され、迅速な「time-to-market」を達成できます。各種ペリフェラルを単独の Cyclone シリーズ FPGAに統合すれば、ボード上のディスクリート・コンポーネント数が削減され、関連するデザインのコストと時間が削減され、コストが大幅に節約されます。Cyclone シリーズ FPGAは、高効率なデバイス・アーキテクチャを備えており、汎用テスト製品の性能と集積化のニーズに適合します。

アルテラは、テスタ装置で利用できる各種 IP コアを提供しています。SFI、SPI3、SPI4.x、SGMII、および XAUI などのチップ間インタフェース、および DDR3、RLDRAM II などのメモリ・インタフェースを、アルテラの IP MegaStore® ウェブサイトからダウンロードできます。