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??? 設(shè)計工程師正在面對什么樣的問題,設(shè)計復(fù)雜程度增加?產(chǎn)品開發(fā)周期的縮短?定制化需求越來越多?開發(fā)成本的不斷上漲?答案是肯定的:這些都是。在通用標(biāo)準(zhǔn)解決方案和特定批量應(yīng)用解決方案都無法克服這些問題的時候,基于FPGA的SOPC(可編程片上系統(tǒng))開始成為設(shè)計者的新寵,并逐漸蠶食傳統(tǒng)SOC的領(lǐng)地。
Robert Blake是Altera公司全球產(chǎn)品規(guī)劃副總裁,負(fù)責(zé)確定Altera的可編程邏輯產(chǎn)品組合。他認(rèn)為當(dāng)設(shè)計制程向納米邁進(jìn)時,研發(fā)成本和復(fù)雜程度不斷上升。同時,終端市場周期的加快縮短了芯片開發(fā)的時程,而同一終端市場的差異化競爭需求也要求設(shè)計具備靈活和可擴(kuò)展性,F(xiàn)PGA的特
征正好滿足了這些要求,隨著FPGA每個邏輯單元價格的下降(每年下降25%),其市場增長速度目前達(dá)到ASSP的2倍,是ASIC的3倍。
??? Robert Blake:FPGA良好的適用性正在改變ASSP和ASIC的市場版圖
??? 基于FPGA的SOPC與傳統(tǒng)的SOC相比,具備很多優(yōu)點,如設(shè)計周期短、產(chǎn)品上市速度快,設(shè)計風(fēng)險和設(shè)計成本低、集成度高,靈活性大,維護(hù)和升級方便,硬件缺陷修復(fù)和排除簡單等。"以嵌入式處理器開發(fā)為例,通用解決方案的處理器需要80%左右的外設(shè),而ASIC則可能需要采用100%的外設(shè),如果要實現(xiàn)微小的差異化,還要增加額外的外設(shè),"Robert Blake說,"FPGA能滿足各種外設(shè)所需的性能,密度及多I/O標(biāo)準(zhǔn),提供多種途徑來滿足外設(shè)要求,而FPGA開發(fā)工具則可以幫助系統(tǒng)設(shè)計工程師無需編寫HDL即能定義并集成外設(shè)子系統(tǒng),并能以傳統(tǒng)的系統(tǒng)級芯片(SOC)設(shè)計方法在很短的時間內(nèi)完成產(chǎn)品開發(fā)。"
??? 盡管FPGA擁有很多優(yōu)點,但在過去相當(dāng)長的時間里,它還是更多的應(yīng)用在原型設(shè)計、開發(fā)和驗證方法,要讓它充分應(yīng)用到通用套片和ASIC的領(lǐng)域,價格、功耗和資源配套都必須滿足需要。Altera公司亞太區(qū)產(chǎn)品市場經(jīng)理林慶也同意這點,他認(rèn)為當(dāng)設(shè)計開始進(jìn)入90nm制程時,設(shè)計工程師要重點解決三個問題,一是設(shè)計集成度和效率,二是針對信號完整性作出的配套,三是在實現(xiàn)既定功能的情況下滿足低功耗的要求。
??? 很顯然,Altera規(guī)劃產(chǎn)品線的著眼點正基于此:MAX Ⅱ CPLD系列和Cyclone Ⅱ FPGA系列都屬于低成本芯片,在一些消費產(chǎn)品通用市場中熱銷:HardCopy系列結(jié)構(gòu)化ASIC則面向?qū)S?,在實現(xiàn)低成本、高密度邏輯的同時,避開傳統(tǒng)的ASIC開發(fā)的耗時和巨大投入:Stratix Ⅱ GX則是Altera最新一代帶有嵌入式收發(fā)器的FPGA,該系列為不斷增長的高速串行I/O應(yīng)用和協(xié)議提供功能強(qiáng)大的解決方案。
??? Stratix Ⅱ GX與它上一代產(chǎn)品Stratix Ⅱ體系結(jié)構(gòu)相同,最多可集成20個基于串化器/解串器的收發(fā)器。Stratix Ⅱ GX在業(yè)界最熱門的622Mbps至6.375Gbps工作范圍內(nèi)可提供同類最佳的信號完整性。此外,其收發(fā)器的物理編碼子層(PCS)模塊具有獨特的數(shù)字特性,可支持多種主流協(xié)議,如PCI Express等,可大量節(jié)省資源,簡化協(xié)議支持。作為高速串行應(yīng)用系統(tǒng)解決方案的基礎(chǔ),Stratix Ⅱ GX可提供多種IP、系統(tǒng)模型,參考設(shè)計、信號完整性工具以及其他資源來降低成本和設(shè)計風(fēng)險,而在功耗上,通過先進(jìn)封裝、帶區(qū)優(yōu)化技術(shù)和設(shè)計創(chuàng)新,Stratix Ⅱ GX在同一速率及配置相同的收發(fā)器數(shù)量下其功耗僅為競爭對手的2/5。 "我們同臺積電的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系使得90nm工藝下的Stratix Ⅱ GX產(chǎn)品質(zhì)量有著很好的穩(wěn)定性,而我們的競爭對手是在三家代工廠投片,"林慶說,"今年以來,Altera在臺積電90nm制程上良品的提升率以每季度25%的速度上升,這個提升率在130nm甚至180nm都很難達(dá)到。"
??? 最新的信息是Altera將在明年第一季度推出Stratix Ⅱ GX樣片,林慶相信在隨后的第二或第三季度,該款芯片將進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn),Stratix Ⅱ GX的量產(chǎn)將FPGA的版圖再一次擴(kuò)大,但它肯定不是終結(jié)者,只是在"如何運用最好的邏輯資源來和內(nèi)部已有的硬件IP和軟核IP綜合"上提供了一個不錯的選擇,Robert Blake也認(rèn)為,那么從事將FPGA設(shè)計轉(zhuǎn)化到ASIC的設(shè)計代工公司并不會因為FPGA的擴(kuò)張而感到窮途末路,ASSP和ASIC并不會就此終結(jié),但它們的應(yīng)用肯定會受到FPGA的影響而發(fā)生變化。
(發(fā)布時間:2007-4)