http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-15 00:09:28 來源:中國電子報
對於大多數FPGA企業的決策者來說,他們一直都麵臨一個挑戰:雖然FPGA具備這樣或那樣的優勢,但過去20多年以來,這一行業僅形成了30億美元的規模。如何加速拓展FPGA市場,能與坐擁上千億美元的ASIC和ASSP真正相提並論?在這樣的壓力之下,最近兩年,FPGA開展了一係列革命性創新:在摩爾定律的道路上走在最前沿,改變FPGA的設計流程,嚐試推出滿足係統工程師全部需求的單片方案……可以預見,未來幾年FPGA將加速攫取原先屬於ASIC陣營的150億到200億美元的市場份額。
賽靈思公司總裁兼CEO Moshe Gavrielov
可編程平台推動“中國創造”
未來10年內,隨著中國經濟從傳統的“中國製造”向更有活力的“中國創造”的轉型,中國有望在低成本創新方麵成為世界的典範。3G手機、互聯網以及視頻監控、視頻會議、遠程醫療等新應用帶來了永不滿足的巨大帶寬需求,這個需求正使全球通信基礎架構“不堪重負”。這就導致通信基礎架構及近20年來服務通信行業的相關半導體行業發生了重大變化。定製芯片設計成本高、複雜而且設計周期長,這對傳統基礎架構半導體供應商的業務能力提出了嚴峻挑戰。
過(guo)去(qu),中(zhong)國(guo)在(zai)轉(zhuan)型(xing)道(dao)路(lu)上(shang)的(de)最(zui)大(da)障(zhang)礙(ai)之(zhi)一(yi),就(jiu)是(shi)缺(que)乏(fa)足(zu)夠(gou)的(de)資(zi)金(jin)來(lai)支(zhi)持(chi)本(ben)土(tu)的(de)技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)。而(er)現(xian)在(zai),這(zhe)一(yi)障(zhang)礙(ai)正(zheng)在(zai)消(xiao)失(shi)。中(zhong)國(guo)的(de)企(qi)業(ye)家(jia)和(he)市(shi)場(chang)領(ling)導(dao)者(zhe)們(men)一(yi)直(zhi)都(dou)在(zai)想(xiang)方(fang)設(she)法(fa)大(da)幅(fu)度(du)降(jiang)低(di)研(yan)發(fa)成(cheng)本(ben),最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)降(jiang)低(di)風(feng)險(xian),贏(ying)得(de)差(cha)異(yi)化(hua)優(you)勢(shi),並(bing)在(zai)當(dang)前(qian)競(jing)爭(zheng)激(ji)烈(lie)的(de)市(shi)場(chang)上(shang)以(yi)前(qian)所(suo)未(wei)有(you)的(de)速(su)度(du)快(kuai)速(su)推(tui)出(chu)創(chuang)新(xin)的(de)產(chan)品(pin)。中(zhong)、小批量電子產品應用領域一度被看做是專用集成電路(ASIC)和專用標準電路(ASSP)的天下,32納米及28納米工藝技術的開發成本大約為9700萬美元,隨著複雜性的日益提高,功耗的增加和設計失誤率的上升,IC高昂的開發成本和上市時間的推遲可能會對公司的業務帶來災難性的影響。因此,現場可編程門陣列(FPGA)正日益成為實現低成本創新的手段。
今天,中國的工程師們可以利用賽靈思器件的低風險和上市時間快的優勢,來開發以前隻有ASIC和ASSPcaikeyishixiandeduozhongyingyong。liyongwomendekebianchengjishu,zhongguodegongchengshimenzhixuduanduanjizhoushijianjikexiangshichangshangtuichuchuangxindexinchanpin,tongshidadajiangdiyanfachengben。youyukebianchengxinpianbenshenjuyoujigaodelinghuoxing,yincikeyiyonglaigoujiangezhongdianzixitong,zaishejizhouqidehouqiyekeyiqingsongyingduibiaozhunhechanpinguigedebianhua,jishizaichanpinyishengchanwanbibingbushudaoxianchanghouyebuliwai。
我們認為可編程技術勢在必行。為滿足永無止境的全球帶寬需求,這一趨勢正在加速。
quanqiulingxiandewuxianheyouxiantongxingongsidouyilaikebianchengluojiqijianlaigoujianquanqiutongxinjichujiagou。zongtieryan,kuaisushangshideshijianyalihebixulinghuoshiyingbuduanbianhuadebiaozhunhekehuxuqiudeyali,cushiyuelaiyueduodexingyecaiyongkebianchengluojiqijianlaidaitiASIC和ASSP。今天,華為和中興等通信基礎架構提供商都在大力支持10萬個TD-SCDMA基站的快速部署;此外,中國移動和中國聯通正在全國範圍內實施有線光纖入戶(FTTH)網絡,可編程邏輯器件在其中的支持作用功不可沒。
為提高人們的生活質量,中國領先的原始設備製造商紛紛利用可編程平台在各個行業內大膽創新。
為推動低成本創新,賽靈思大量投資於3個關鍵領域,使更多的中國工程師可以受益於可編程技術:提供“現成的”目標設計平台,這是一個涵蓋了開放標準、通用設計方法、開發工具和運行平台的平台,幫助係統設計人員更輕鬆地啟動FPGA設計;推出全新的可編程平台,即基於最先進的28納米半導體加工技術的7係列FPGA產品,該係列FPGA將繼續推動“可編程技術勢在必行”這一趨勢的前行,樹立功效、容量、性能和係統帶寬方麵的行業新標準;提供基於ARM的可擴展處理平台來支持嵌入式設計,滿足客戶不斷發展變化的需求,這種設計不僅對傳統的FPGA硬件設計人員有吸引力,對不熟悉FPGA但已經熟悉基於ARM的設計方法和生態係統的嵌入式係統設計人員來說,同樣非常有用。
愛特公司全球首席執行官John East
助力工程師大膽放手設計
多年來,業界一直都在津津樂道於FPGA的靈活性,並認為這些可編程器件最終將取代ASIC和ASSP。隨著摩爾定律的持續前進,能夠集成在單芯片中的特性功能也愈來愈豐富,因而FPGA勢必在今天大多數係統設計的材料清單中占據更大的份額。
對於大多數FPGA企業的CEO來說,過去挑戰是:我們如何使成熟市場繼續增長?我們能夠繼續為客戶提供什麼樣的附加價值?
愛特在3年前已經向市場推出了Fusion混合信號FPGA。相比其他FPGA公司提供的帶軟核處理器的“嵌入式”產品,這可是一個相當大的變化。在這3年中,我們更加了解了嵌入式設計人員的思路。
嵌入式係統shejirenyuansuoxuyaodeshinenggoumanzuqiquanbushejixuqiudejiejuefangan。xianzaideweikongzhiqixianhuochanpintongchangquefaheshidewaishehuowaisheshumu,huozheshikegongpeizhidexuanxiang。bunengxuanzezhengquebujiandedanyouwangwanghuieshazhongduokenengdechuangxin,poshishejituanduituoxie,xuanzezhezhongdejiejuefangan。conglixiangjiaodulaikan,tamenzhenzhengxiangyaodeshiyigekedingzhihuadejiejuefangan。daduoshushejirenyuandoushitiqianquedingchuliqineihe,danzaiyouxieqingkuangxia,duiqitagebufendeyaoqiuzaizhenggeshejizhouqi、直到最後一分鍾都有可能改變。因此,大部分設計人員都期待有這麼一個解決方案:包含嵌入式業界標準內核,並帶有直觀易用的設計流程,能夠執行它們所選擇的外設的經全麵驗證的IP組合,以及一個由業界領先工具組成的生態係統。最好還有與外界連接的片上可編程模擬功能。
在過去,這些都隻是夢想。而現在,SmartFusion在單芯片中整合了先進係統設計人員所需要的全部功能(ARM Cortex-M3微控製器子係統、全功能FPGA和可編程模擬電路),創建了一個真正的可定製係統級芯片解決方案,並擁有直觀設計流程和生態係統的支持。
FPGA的靈活性是無法取代的。在摩爾定律下,FPGA隨時間不斷演變,其功能的成本越來越低,而給係統帶來的價值卻越來越大。此外,FPGA也與時俱進,幫助係統設計人員適應日新月異的市場變化、外形尺寸的變化與成本壓力,以及單個設計的全球性需求(一個設計,多個不同格式)。技術目標越來越受業務目標所支配,FPGA則(ze)成(cheng)為(wei)當(dang)前(qian)能(neng)夠(gou)輕(qing)鬆(song)滿(man)足(zu)二(er)者(zhe)的(de)唯(wei)一(yi)設(she)計(ji)平(ping)台(tai)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi),設(she)計(ji)流(liu)程(cheng)也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan),各(ge)種(zhong)限(xian)製(zhi)和(he)界(jie)限(xian)不(bu)斷(duan)被(bei)打(da)破(po)。兩(liang)種(zhong)工(gong)具(ju)流(liu)程(cheng)的(de)差(cha)異(yi)在(zai)逐(zhu)漸(jian)消(xiao)失(shi),故(gu)各(ge)類(lei)IC、微處理器和ASIC設計人員無需重新了解就可以設計FPGA。
所以,雖然我們無法預測股市與經濟走勢等,但我們可以預計,很快SoC就將成為設計的起點,而不是終點。而且,一個集成FPGA、標準微處理器和可編程模擬電路的完全可編程器件,如Actel SmartFusion,最終很可能是設計中的唯一芯片。隻有在需要時才在其周圍采用一些分立式器件。隨著FPGA現在已發展成為真正的、靈活的SoC,現在係統工程師可以大膽地放手設計了。
Altera公司高級市場副總裁Danny Biran
帶寬需求為FPGA產業帶來新機遇
2010年,FPGA產業最令人矚目的發展機遇是滿足越來越高的帶寬需求,在以前僅采用ASIC和ASSP的應用中使用FPGA。
對最近的互聯網應用稍作研究就可以看出,我們已經從注重處理器性能轉向以帶寬為中心。例如,美國發現研究所預測,到2015年,美國IP流量每年將達到澤字節(1021字節),即10兆兆億字節。雲計算、視頻遊戲、VOIP、照片共享和視頻點播等寬帶應用推動了這一需求增長。思科係統公司預測,到2013年,視頻流量將占據互聯網全部流量的90%,而目前隻有互聯網全部流量的1/3。
在(zai)以(yi)帶(dai)寬(kuan)為(wei)中(zhong)心(xin)的(de)發(fa)展(zhan)背(bei)景(jing)下(xia),係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)采(cai)用(yong)了(le)高(gao)速(su)串(chuan)行(xing)協(xie)議(yi)。為(wei)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)帶(dai)寬(kuan)挑(tiao)戰(zhan),他(ta)們(men)需(xu)要(yao)具(ju)有(you)高(gao)速(su)收(shou)發(fa)器(qi)的(de)硬(ying)件(jian),在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian),最(zui)新(xin)的(de)FPGA要比其他硬件解決方案更具優勢。
不僅僅是通信市場對高速收發器有硬件需求,2010年需要收發器技術的還有逐步聯網的工業自動化市場等。工業市場存在不同類型的機器、各行各業的工廠以及不同的需求等。有些是實時的,有些不是實時的;有的關注確定性時序。因此,有很多不同的標準,例如,ProfiNet和EtherCAT等。它們都采用以太網作為基本傳送技術,但是有不同的側重。
采用FPGA,用戶在一個硬件平台上針對最佳應用使用合適的協議,這顯然具有很高的性價比。這類應用在以前並沒有使用FPGA。正是由於過渡到工業以太網技術,以及各種工業以太網協議的存在,工業自動化領域很快采用了FPGA。
隨著從注重處理器性能轉向以帶寬為中心,采用硬件來支持最新通信協議這一趨勢越來越明顯。這正是FPGA的優勢所在。
FPGA的另一優勢是工藝技術。FPGA產業目前提供40nm工藝節點的器件,並在2010年發布28nm工藝節點器件,進一步拓展了工藝代。大部分ASIC設計在啟動時采用了FPGA,發展到40nm以及未來的28nm,FPGA大幅度提高了密度和總體性能。因此,FPGA現在已經用於實現一直通過其他硬件解決方案完成的功能和應用,並在加速替代ASIC和ASSP。