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　　對(duì)于大多數(shù)FPGA企業(yè)的決策者來說，他們一直都面臨一個(gè)挑戰(zhàn)：雖然FPGA具備這樣或那樣的優(yōu)勢(shì)，但過去20多年以來，這一行業(yè)僅形成了30億美元的規(guī)模。如何加速拓展FPGA市場(chǎng)，能與坐擁上千億美元的ASIC和ASSP真正相提并論？在這樣的壓力之下，最近兩年，F(xiàn)PGA開展了一系列革命性創(chuàng)新：在摩爾定律的道路上走在最前沿，改變FPGA的設(shè)計(jì)流程，嘗試推出滿足系統(tǒng)工程師全部需求的單片方案……可以預(yù)見，未來幾年FPGA將加速攫取原先屬于ASIC陣營的150億到200億美元的市場(chǎng)份額。

　　賽靈思公司總裁兼CEO Moshe Gavrielov

　　可編程平臺(tái)推動(dòng)“中國創(chuàng)造”

　　未來10年內(nèi)，隨著中國經(jīng)濟(jì)從傳統(tǒng)的“中國制造”向更有活力的“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)型，中國有望在低成本創(chuàng)新方面成為世界的典范。3G手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療等新應(yīng)用帶來了永不滿足的巨大帶寬需求，這個(gè)需求正使全球通信基礎(chǔ)架構(gòu)“不堪重負(fù)”。這就導(dǎo)致通信基礎(chǔ)架構(gòu)及近20年來服務(wù)通信行業(yè)的相關(guān)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)生了重大變化。定制芯片設(shè)計(jì)成本高、復(fù)雜而且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，這對(duì)傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)半導(dǎo)體供應(yīng)商的業(yè)務(wù)能力提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

　　過去，中國在轉(zhuǎn)型道路上的最大障礙之一，就是缺乏足夠的資金來支持本土的技術(shù)開發(fā)。而現(xiàn)在，這一障礙正在消失。中國的企業(yè)家和市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者們一直都在想方設(shè)法大幅度降低研發(fā)成本，最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)，贏得差異化優(yōu)勢(shì)，并在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)上以前所未有的速度快速推出創(chuàng)新的產(chǎn)品。中、小批量電子產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域一度被看做是專用集成電路(ASIC)和專用標(biāo)準(zhǔn)電路(ASSP)的天下，32納米及28納米工藝技術(shù)的開發(fā)成本大約為9700萬美元，隨著復(fù)雜性的日益提高，功耗的增加和設(shè)計(jì)失誤率的上升，IC高昂的開發(fā)成本和上市時(shí)間的推遲可能會(huì)對(duì)公司的業(yè)務(wù)帶來災(zāi)難性的影響。因此，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)正日益成為實(shí)現(xiàn)低成本創(chuàng)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(fēng)險(xiǎn)和上市時(shí)間快的優(yōu)勢(shì)，來開發(fā)以前只有ASIC和ASSP才可以實(shí)現(xiàn)的多種應(yīng)用。利用我們的可編程技術(shù)，中國的工程師們只需短短幾周時(shí)間即可向市場(chǎng)上推出創(chuàng)新的新產(chǎn)品，同時(shí)大大降低研發(fā)成本。由于可編程芯片本身具有極高的靈活性，因此可以用來構(gòu)建各種電子系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)周期的后期也可以輕松應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品規(guī)格的變化，即使在產(chǎn)品已生產(chǎn)完畢并部署到現(xiàn)場(chǎng)后也不例外。

　　我們認(rèn)為可編程技術(shù)勢(shì)在必行。為滿足永無止境的全球帶寬需求，這一趨勢(shì)正在加速。

　　全球領(lǐng)先的無線和有線通信公司都依賴可編程邏輯器件來構(gòu)建全球通信基礎(chǔ)架構(gòu)。總體而言，快速上市的時(shí)間壓力和必須靈活適應(yīng)不斷變化的標(biāo)準(zhǔn)和客戶需求的壓力，促使越來越多的行業(yè)采用可編程邏輯器件來代替ASIC和ASSP。今天，華為和中興等通信基礎(chǔ)架構(gòu)提供商都在大力支持10萬個(gè)TD-SCDMA基站的快速部署；此外，中國移動(dòng)和中國聯(lián)通正在全國范圍內(nèi)實(shí)施有線光纖入戶(FTTH)網(wǎng)絡(luò)，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(zhì)量，中國領(lǐng)先的原始設(shè)備制造商紛紛利用可編程平臺(tái)在各個(gè)行業(yè)內(nèi)大膽創(chuàng)新。

　　為推動(dòng)低成本創(chuàng)新，賽靈思大量投資于3個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，使更多的中國工程師可以受益于可編程技術(shù)：提供“現(xiàn)成的”目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)，這是一個(gè)涵蓋了開放標(biāo)準(zhǔn)、通用設(shè)計(jì)方法、開發(fā)工具和運(yùn)行平臺(tái)的平臺(tái)，幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員更輕松地啟動(dòng)FPGA設(shè)計(jì)；推出全新的可編程平臺(tái)，即基于最先進(jìn)的28納米半導(dǎo)體加工技術(shù)的7系列FPGA產(chǎn)品，該系列FPGA將繼續(xù)推動(dòng)“可編程技術(shù)勢(shì)在必行”這一趨勢(shì)的前行，樹立功效、容量、性能和系統(tǒng)帶寬方面的行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)；提供基于ARM的可擴(kuò)展處理平臺(tái)來支持嵌入式設(shè)計(jì)，滿足客戶不斷發(fā)展變化的需求，這種設(shè)計(jì)不僅對(duì)傳統(tǒng)的FPGA硬件設(shè)計(jì)人員有吸引力，對(duì)不熟悉FPGA但已經(jīng)熟悉基于ARM的設(shè)計(jì)方法和生態(tài)系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來說，同樣非常有用。

　　愛特公司全球首席執(zhí)行官John East

　　助力工程師大膽放手設(shè)計(jì)

　　多年來，業(yè)界一直都在津津樂道于FPGA的靈活性，并認(rèn)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(xù)前進(jìn)，能夠集成在單芯片中的特性功能也愈來愈豐富，因而FPGA勢(shì)必在今天大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的材料清單中占據(jù)更大的份額。

　　對(duì)于大多數(shù)FPGA企業(yè)的CEO來說，過去挑戰(zhàn)是：我們?nèi)绾问钩墒焓袌?chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)？我們能夠繼續(xù)為客戶提供什么樣的附加價(jià)值？

　　愛特在3年前已經(jīng)向市場(chǎng)推出了Fusion混合信號(hào)FPGA。相比其他FPGA公司提供的帶軟核處理器的“嵌入式”產(chǎn)品，這可是一個(gè)相當(dāng)大的變化。在這3年中，我們更加了解了嵌入式設(shè)計(jì)人員的思路。

　　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員所需要的是能夠滿足其全部設(shè)計(jì)需求的解決方案。現(xiàn)在的微控制器現(xiàn)貨產(chǎn)品通常缺乏合適的外設(shè)或外設(shè)數(shù)目，或者是可供配置的選項(xiàng)。不能選擇正確部件的擔(dān)憂往往會(huì)扼殺眾多可能的創(chuàng)新，迫使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)妥協(xié)，選擇折中的解決方案。從理想角度來看，它們真正想要的是一個(gè)可定制化的解決方案。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都是提前確定處理器內(nèi)核，但在有些情況下，對(duì)其他各部分的要求在整個(gè)設(shè)計(jì)周期、直到最后一分鐘都有可能改變。因此，大部分設(shè)計(jì)人員都期待有這么一個(gè)解決方案：包含嵌入式業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核，并帶有直觀易用的設(shè)計(jì)流程，能夠執(zhí)行它們所選擇的外設(shè)的經(jīng)全面驗(yàn)證的IP組合，以及一個(gè)由業(yè)界領(lǐng)先工具組成的生態(tài)系統(tǒng)。最好還有與外界連接的片上可編程模擬功能。

　　在過去，這些都只是夢(mèng)想。而現(xiàn)在，SmartFusion在單芯片中整合了先進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員所需要的全部功能(ARM Cortex-M3微控制器子系統(tǒng)、全功能FPGA和可編程模擬電路)，創(chuàng)建了一個(gè)真正的可定制系統(tǒng)級(jí)芯片解決方案，并擁有直觀設(shè)計(jì)流程和生態(tài)系統(tǒng)的支持。

　　FPGA的靈活性是無法取代的。在摩爾定律下，F(xiàn)PGA隨時(shí)間不斷演變，其功能的成本越來越低，而給系統(tǒng)帶來的價(jià)值卻越來越大。此外，F(xiàn)PGA也與時(shí)俱進(jìn)，幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員適應(yīng)日新月異的市場(chǎng)變化、外形尺寸的變化與成本壓力，以及單個(gè)設(shè)計(jì)的全球性需求(一個(gè)設(shè)計(jì)，多個(gè)不同格式)。技術(shù)目標(biāo)越來越受業(yè)務(wù)目標(biāo)所支配，F(xiàn)PGA則成為當(dāng)前能夠輕松滿足二者的唯一設(shè)計(jì)平臺(tái)。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)流程也在不斷發(fā)展，各種限制和界限不斷被打破。兩種工具流程的差異在逐漸消失，故各類IC、微處理器和ASIC設(shè)計(jì)人員無需重新了解就可以設(shè)計(jì)FPGA。

　　所以，雖然我們無法預(yù)測(cè)股市與經(jīng)濟(jì)走勢(shì)等，但我們可以預(yù)計(jì)，很快SoC就將成為設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，而不是終點(diǎn)。而且，一個(gè)集成FPGA、標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)中的唯一芯片。只有在需要時(shí)才在其周圍采用一些分立式器件。隨著FPGA現(xiàn)在已發(fā)展成為真正的、靈活的SoC，現(xiàn)在系統(tǒng)工程師可以大膽地放手設(shè)計(jì)了。

　　Altera公司高級(jí)市場(chǎng)副總裁Danny Biran

　　帶寬需求為FPGA產(chǎn)業(yè)帶來新機(jī)遇

　　2010年，F(xiàn)PGA產(chǎn)業(yè)最令人矚目的發(fā)展機(jī)遇是滿足越來越高的帶寬需求，在以前僅采用ASIC和ASSP的應(yīng)用中使用FPGA。

　　對(duì)最近的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用稍作研究就可以看出，我們已經(jīng)從注重處理器性能轉(zhuǎn)向以帶寬為中心。例如，美國發(fā)現(xiàn)研究所預(yù)測(cè)，到2015年，美國IP流量每年將達(dá)到澤字節(jié)(1021字節(jié))，即10兆兆億字節(jié)。云計(jì)算、視頻游戲、VOIP、照片共享和視頻點(diǎn)播等寬帶應(yīng)用推動(dòng)了這一需求增長(zhǎng)。思科系統(tǒng)公司預(yù)測(cè)，到2013年，視頻流量將占據(jù)互聯(lián)網(wǎng)全部流量的90%，而目前只有互聯(lián)網(wǎng)全部流量的1/3。

　　在以帶寬為中心的發(fā)展背景下，系統(tǒng)開發(fā)人員采用了高速串行協(xié)議。為解決這一帶寬挑戰(zhàn)，他們需要具有高速收發(fā)器的硬件，在這方面，最新的FPGA要比其他硬件解決方案更具優(yōu)勢(shì)。

　　不僅僅是通信市場(chǎng)對(duì)高速收發(fā)器有硬件需求，2010年需要收發(fā)器技術(shù)的還有逐步聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)等。工業(yè)市場(chǎng)存在不同類型的機(jī)器、各行各業(yè)的工廠以及不同的需求等。有些是實(shí)時(shí)的，有些不是實(shí)時(shí)的；有的關(guān)注確定性時(shí)序。因此，有很多不同的標(biāo)準(zhǔn)，例如，ProfiNet和EtherCAT等。它們都采用以太網(wǎng)作為基本傳送技術(shù)，但是有不同的側(cè)重。

　　采用FPGA，用戶在一個(gè)硬件平臺(tái)上針對(duì)最佳應(yīng)用使用合適的協(xié)議，這顯然具有很高的性價(jià)比。這類應(yīng)用在以前并沒有使用FPGA。正是由于過渡到工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，以及各種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的存在，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域很快采用了FPGA。

　　隨著從注重處理器性能轉(zhuǎn)向以帶寬為中心，采用硬件來支持最新通信協(xié)議這一趨勢(shì)越來越明顯。這正是FPGA的優(yōu)勢(shì)所在。

　　FPGA的另一優(yōu)勢(shì)是工藝技術(shù)。FPGA產(chǎn)業(yè)目前提供40nm工藝節(jié)點(diǎn)的器件，并在2010年發(fā)布28nm工藝節(jié)點(diǎn)器件，進(jìn)一步拓展了工藝代。大部分ASIC設(shè)計(jì)在啟動(dòng)時(shí)采用了FPGA，發(fā)展到40nm以及未來的28nm，F(xiàn)PGA大幅度提高了密度和總體性能。因此，F(xiàn)PGA現(xiàn)在已經(jīng)用于實(shí)現(xiàn)一直通過其他硬件解決方案完成的功能和應(yīng)用，并在加速替代ASIC和ASSP。