任何企业(尤其是在当前的经济形势下)面临的主要挑战是，您需要在员工和设备上投入多少才能实现盈利目标。过度支出会消灭潜在的利润增长，但是在投资不足的情况下，您将无能为力地把握市场潜力，甚至面临无法实现的风险。

　　关键在于找到适合您需求的正确的投资与结果平衡，做出明智的选择，并以更明智的方式努力工作。而且，在大多数情况下，无论大小，公司都可以很好地实现这种平衡。因此，总的来说，我们在这里仅讨论业务成本差异。这是关于对公司机器进行微调，以便其性能与我们非常喜欢的所有那些弯曲的Powerpoint图相匹配。

　　但是在电子设计行业中，诸如fpgas之类的可编程设备的兴起揭示了这种正常情况下的异常现象。那个怪癖是在选择fpga开发硬件和工具时，通常对成本与结果，长期影响和工作流程效率的全面考虑通常需要短暂的假期才能被短期权宜之计所取代。

　　方便且通常是一时冲动的选择是一个基本的fpga开发板，价格可能仅为49美元，由fpga设备供应商提供的免费开发工具提供支持。

　　便利的成本

　　无可否认，一个49美元fpga的开发板可用的事实令人信服，但将其放在专业产品设计经济学的框架内，这是一个充满好奇和冒险的选择。

　　假设该产品的开发成本至少为100万美元，潜在收入超过1000万美元，从事该项目的工程师的年薪为10万美元，这在当今行业中并不罕见。然后，如果您认为这个价值数百万美元的开发项目中极其关键的部分是要进行49美元的系统投资，那么这些数字看起来似乎有些失衡和令人不安。

　　在这种情况下，通常的制衡似乎没有通过，但很可能没有。他们从来没有发生过，因为工程师-可能是您-机会十足地决定，只要有合适的fpga器件，一些有用的外围设备和一堆外部连接器，这块价格为49美元的板就可以完成这项工作。匹配的设计工具集是免费下载的，因此，只要做出此快速决定，您就可以掌握嵌入式硬件开发的知识，嵌入式软件专家距离对真实硬件进行测试又迈了一步。

　　从表面上看，这似乎可能是解决眼前需求的合理解决方案，但是在一个专业设计项目中，成千上万甚至数百万美元处于风险之中，未经检查的决定会tail之以鼻。除了您可能期望使用49美元的开发硬件而受到的质量限制之外，真正的陷阱是，由于系统的内置约束，您可能的设计选择范围已大大减少。这些限制可能会导致代价高昂的设计折衷和延迟。

　　一个限制是板上固定的fpga设备，这将您的设计路径缩小到该设备系列和供应商。选择容量过大的设备的最初决定意味着您不会用完所有门或I / O，但必须认真预测该设备的所有其他功能和特性，然后才能开始进行认真的设计。

　　如果您错误地选择了该设备–事实证明该设备太慢，使用过多功率，需要硬编码处理器或dsp或已被取代–别无选择，只能寻找替代设备和新开发板。新板可能只需要再花费49美元，但是您现有的设计工作很少能转移到新设备上。这迫使进行大量的重新设计，并在项目开发中造成成本高昂的延迟。

　　该方案假定您可以从同一供应商处购买合适的备用设备，但如果唯一可行的选择是来自另一供应商的fpga，情况甚至更糟。在这种情况下，新设备架构的不兼容性意味着需要进行全面的重新设计，甚至更多的延迟和成本。一直以来，嵌入式软件工程师仍在等待嵌入式硬件的到来。

　　另一个可能不太明显的限制是fpga供应商提供的免费专有工具链。尽管开发了这些工具来支持供应商的产品并鼓励销售，但可以理解的是，它们却缺乏对竞争对手产品的支持。因此，如果您更改fpga器件供应商来解决您的设计问题，则还需要适应一套新的工具和方法。

　　所有这些因素加起来意味着开发硬件的一种方便，可能是冲动的选择严重损害了对该项目的设计选择进行探索的能力。您找到最佳设计解决方案的机会要少得多，设备类型的更改将迫使进行实质性的重新设计，而更改供应商意味着学习新的工具和方法。最重要的是，可能涉及数百万美元的设计项目的结果被视为风险。

　　一个棘手的问题

　　在实践中，一个普遍存在的事实是，49美元的定价方法还为您坚持使用特定的供应商和设备家族提供了强大的动力，从而避免了额外的工作和延误。而且，您在后续设计中使用该供应商提供的设备和IP的次数越多，您的总体设计资源就越难被供应商锁定。

　　这意味着在给定项目中缺少设计选择及其带来的折衷，已经在未来的设计中传播开来。在后续项目中重复使用以供应商为中心的设计，从一开始就缩小了可能性，因此您倾向于使设计适应于fpga，而不是选择最适合该设计的fpga。

　　您也很可能已经从设备供应商那里购买了IP内核，这是设计的便利起点。该IP仅对来自该特定供应商的特定范围的fpga设备有用，因此它有效地停留在缩小的硅范围内。当探索设计方案时，这种“粘性” IP会阻止您在不同供应商的设备之间跳转，从而加剧了设计选择受限的问题。

　　简而言之，面对既定的设备选择标准，通过采用低成本开发板的权宜之计，您创建了一个受限制的“供应商粘性” fpga设计环境。它是一种在您甚至开始之前就自动约束您的设计选项，迫使您以固定和预定义的方式进行设计，并对未来项目的设计IP进行贬值的方法。

　　认为这是一种正常或可接受的工作方式的想法可能可以追溯到实施fpgas的早期，当时，fpgas仅被视为大量支持胶合逻辑的方便且有效的宿主。在这种情况下，使用fpga的决定可能是在设计周期的后期做出的，该逻辑的功能价值很低，并且需要尽可能少地重用它。

　　随着fpga设计演变为SoC方法，其中在fpga中实现了功能更关键的元素(例如处理器，内存和数据处理)，设备和嵌入式硬件设计就成为了至关重要的元素。使用哪种设备的决定很关键，并且要在设计周期的早期做出决定，而其托管的设计IP则是一项重大而宝贵的设计投资。设计选择和设计重用对于嵌入式硬件至关重要。

　　如今，fpgas的作用已经发展到某种程度，它们已经成为设计的核心或中心平台。这是超越SoC方法的下一步，在SoC方法中，除了承载高级功能外，fpga还充当该设计的硬性和软性元素的接口结构。处理器，内存或dsp可能实现为软核或物理硬件，或两者都实现，而由fpga托管的可重新编程层将其全部缝合在一起。

　　现在，在软件和可编程硬件。所有这些都受到fpga功能及其托管的IP的严重影响，因此在后来添加基于fpga的简单胶合逻辑作为后来的想法时，这种可接受的方法不再有效。现在，对于自由选择的设计探索非常重要，而没有这些选择的成本隐含着巨大的意义。

　　问题是，成千上万美元，甚至更多，您有承担起采用便宜的fpga开发板的风险吗?

　　投资设计自由

　　当然，需要的是不加那些限制和设计约束的fpga开发系统。理想情况下，这将是一个可重新配置的开发板，它可以通过插入式fpga子板系统托管任何设备。可以根据需要添加子板的集合，从而逐渐增加设计过程中手头的设备选择范围。

　　因此，嵌入式开发的物理硬件方面与fpga的类型及其供应商无关。该概念可以扩展到硬件外围板，其中开发板还为常见的外围阶段(例如，液晶屏，I / O接口或视听信号调理)提供了一个插入系统。这还可以包括匹配的IP，从而可以快速，轻松地从一个外设迁移到另一个外设，或者将该硬件包括在最终设计中。

　　如果该系统还提供了一系列健康的扩展连接器，并且构建的质量水平能够反映其重要性，而不是低至低廉的价格，那么就可以采用硬件来实现不受限制的设计方法。

　　下一步是通过消除fpga设计工具中的相同约束来利用设备的自由度。这可以通过使用目标驱动程序和“约束”文件系统来完成，这些文件可以将嵌入式硬件设计本身与其所托管的设备断开连接。这样，当更改fpga设备，设计源仍然有效且几乎不需要重新设计时，只需加载新的约束文件。

　　结果就是一个fpga开发系统，为广泛的设备和IP可能性打开了大门。能够以最少的重新设计来更换设备的能力意味着，在完全了解其要求的情况下，可以在设计周期的更晚阶段做出最终选择。固定IP锁定到某些设备后，不再限制您当前或将来的设计路径。

　　最重要的是，fpga开发系统的质量，灵活性和寿命会反映出较大的产品开发过程的重要性和投资。消除了受限的设计选择所带来的财务风险，嵌入式开发人员可以自由地探索和选择最佳的设计方案，以解决现在成为项目开发的关键部分的问题。

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