可編程邏輯技術目前已經能與ASIC(專用集成電路)和ASSP(專用標準產品)爭奪市場，并逐漸呈現出取代ASIC和ASSP的趨勢，這極大程度上是因為FPGA技術的發展。FPGA產品在邏輯密度、性能和功能上有了極大的提高，同時器件成本也大幅下降。

70年代人們已經開始使用ASIC，但ASIC也帶來一些問題，隨著深亞微米ASIC掩模的成本接近50萬美元，設計人員不得不重新評估定制的固定邏輯器件高昂的、不可再利用的工程成本。比如要不斷對ASIC進行修正，有的問題需要3~4次的再設計才能解決，這影響了了上市時間;而且一旦你的產品或技術需要升級時，又要進行調整。如果把整個ASIC設計改變或修訂的話，成本相當于5萬美元。許多產品工程師發現,ASIC只有在產量或銷售達到一定規模，才能平衡前期的投資。

正是基于這樣的考慮，越來越多的設計人員開始采用FPGA。FPGA是可重新編程的，在把最初的設計下載到FPGA之后，如果發現芯片存在設計缺陷，即可在幾小時內改動設計和重新編程FPGA，并且不需要額外的經費。對于采用FPGA技術的設計工程師來講，這是一項極重要的優點。

在FPGA越來越被廣泛使用的同時，在設計中同樣存在著一些問題。目前，市場上占有較大份額的FPGA廠商比如Xilinx，Altera和Actel等公司，他們都有自己的開發工具和平臺，像ISE、Quartus等等。在設計過程中，當用戶從一個廠商的產品轉到另一個廠商的產品時，他們需要花大量的時間來學習新的開發工具，即使改變同一廠商的不同型號的產品，仍需更換開發平臺才行。所有這些都為我們的設計帶來了很多的麻煩。

Altium公司的新產品Nexar 2004解決了上述問題，Nexar為在FPGA上實現數字系統設計提供了一種新的解決方案。它能夠進行FPGA設計和嵌入式系統開發。另外，和Nexar一起推出的還有一個開發板—NanoBoard，NanoBoard以板上可重新配置的FPGA子板為主要特色，通過簡單的插拔FPGA子板，用戶就可以隨意的更換不同廠商或同一廠商不同型號的FPGA產品，而無需改變開發工具和平臺。目前，Nexar支持的FPGA包括：Altera :Cyclone、 StratixTM;Xilinx：SpartanIIE、 VirtexTM II、 Spartan III;將要包括Actel ProASICplusTM 。NanoBoard上包含豐富的接口和外圍設備，如CAN接口，RS232，VGA接口，I2C接口，PS2,小鍵盤，LCD等等，用戶可以根據需要來進行設計。最后，將設計下載到NanoBoard上的FPGA當中進行實際執行，從而驗證設計的正確性。

利用NanoBoard ，FPGA設計工程師能在很短的時間內找到設計的缺陷，而仿真會花數日、數周、甚至數月的時間才能完成。當在電路中測量FPGA時，邏輯分析儀是關鍵角色，通過實時測量提供FPGA行為至關重要的信息。但是隨著FPGA所包容的邏輯量越來越多越來越復雜，需要在板上預留很多測試端口，顯然這是不可能的。Nexar IP 庫中含有大量的虛擬儀器，這些儀器都設計成IP元件的形式，其中最突出的是邏輯分析儀，在使用時只是在原理圖中將它連接在需要測試的總線上即可，設計一旦下載到FPGA中，就可以從外部控制虛擬儀器。從而免去了大量的實際連接工作。

除了FPGA以外我們還需要MCU才能完成一個完整的系統級設計。對于傳統的系統級設計，FPGA和MCU都是作為分立元件出現的，這使我們對產品進行重新設計或者是在功能上進行更新時變得十分困難，往往都會面臨著重新制板，從而延誤了產品上市的時間。另外。8位的MCU在國內流行了二十幾年，直到現在還有非常廣闊的市場，主要應用于工業控制，汽車電子。白色家電等領域。

利用8位MCU進行設計也存在很多問題。目前，市場上8位MCU產品包含了40多家供應商所提供的近1,300種器件。一套8位開發工具套件通常包括編譯器與仿真器，價格約4,000美元。一些情況下，工程師可以以很低的價格獲得這種開發套件，但是很少有免費的編譯器可用，而且幾乎所有的8位器件均要求有專用仿真器。通常采用幾種基于單一架構的衍生器件就需要使用幾種仿真器。

MCU核的特點是量體裁衣，能夠讓用戶充分發揮創造力與想象力來開發他們所需要的應用。目前，Nexar包含三種體系架構的MCU核，PIC165x，8位RISC ;8051，準哈佛結構;Z80，經典馮.諾一曼結構。用戶可以根據需要擴展核的功能，也可以進行多核的設計。并且，Nexar集成了Tasking編譯技術，能夠針對每種MCU核提供相應的編譯器。

另外，更先進的應用正在推動設計界從8位處理器向32位過渡。同樣，Nexar也即將支持Xilinx的32位處理器內核PPC405以及Altium自主知識產權的32位RISC處理器內核TSK3000( 完全兼容MIPS R3000系列)，其采用RISC構架和哈佛結構的獨立32位指令和數據總線。在軟件無線電等系統設計中，一般采用“微處理器+協處理器”結構，處理器一般使用通用DSP，主要完成系統通信和基帶處理等工作;協處理器用FPGA實現，主要完成同步和預處理等底層算法的運算任務。利用IP來代替DSP，從而能在一片FPGA內部完成整個系統設計，這樣不僅能簡化系統結構，還能提高系統的性能。

Altium公司的Nexar2004既能進行FPGA硬件設計，同時又能進行嵌入式軟件設計。利用NanoBoard，用戶能夠現場驗證設計的正確性，在驗證期間，可以利用Nexar庫里自帶的虛擬儀器進行測量，可以利用虛擬邏輯分析儀來獲取設計中的數據以進行分析。這樣，用戶能夠實現軟硬件的協同設計與調試，而無需更換設計工具與平臺。

基于FPGA的嵌入式系統設計最終要轉化為產品，用戶最終會把設計運行在產品板上，隨著系統復雜度及FPGA引腳的數量的增加，使得FPGA到PCB轉換的過程中要面臨很多問題。其中之一就是要反復的改變引腳配置才能夠較好的完成板級設計。Altium公司的另一產品Protel2004就是一個板級的設計工具，Protel2004和Nexar2004能夠無縫的結合在一起，在設計的過程中，能夠將FPGA設計輕松的轉換為PCB設計所需的文件。在進行PCB設計過程中，系統能夠根據最佳的布線路徑對FPGA引腳進行自動優化，最后將改變后的引腳信息回注到FPGA設計當中;反之，在FPGA設計時，能將重新約束好的引腳信息同步到PCB設計當中。最終能夠使FPGA設計和PCB設計保持一致。目前，能夠做到FPGA和PCB設計完美結合的EDA開發廠商寥寥無幾。

Nexar 2004在使用上非常簡單，運用近似于電路板級的設計方法就能輕松掌握。Nexar2004將會為基于FPGA的嵌入式系統設計中起到積極的推動作用!