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FPGA的SoC和专用化趋势

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作者:时间:2007-11-20来源:中电网收藏

  过去一年中,巨头赛灵思(Xilinx)在中国大举构建生态系统,其速度和力度让人吃惊。2006年末,赛灵思公司董事会主席、总裁兼CEOWimRoelandts来华宣布了“促进中国电子设计创新”的在华发展战略,主要内容包括加强客户支持力度、建立良好生态网络、投资新兴半导体公司以及培养未来工程设计人才,拉开了赛灵思在中国大举扩张的序幕。

  随后,赛灵思宣布设立了金额达7500万美元的亚太区技术基金,投资那些基于可编程逻辑、为重点行业开发创新应用的公司。2007年,赛灵思又分别在上海张江和江苏无锡分别成立了赛灵思可编程IC人才实训基地和创新中心。不久前,首届“Xilinx杯中国高校开放源码硬件创新大赛”在国内高校拉开了帷幕。此外,赛灵思还在华设立专家团队和应用开发实验室,加大亚太及中国市场低成本、大批量应用开发力度。

  除了好象其它半导体公司一样对中国市场的更加重视外,最近来华的赛灵思公司CTO揭开了其在中国大举构建生态系统另一个技术谜底:在技术和工艺进步的推动下,的应用范围越来越广,FPGA器件向和专用化发展,软件可编程和硬件可编程出现融合。为此,FPGA供应商正向平台提供商转型。而对于平台提供商来说,一个强大生态系统的意义是,一是可以不断发现创新应用,二是能够为这些新应用提供系统级的解决方案。

  IvoBolsens:FPGA正前所未有地进入更广泛的应用领域,特别是消费电子领域

  “FPGA正前所未有地进入更广泛的应用领域,特别是消费电子领域,我最重要的工作就是引入对赛灵思未来远发展有潜力的技术。”赛灵思公司全球副总裁兼首席技术官IvoBolsens对《国际电子商情》记者表示。

  他进一步解释说,我们的挑战就是各种各样FPGA创新应用实在是太多了,很多我们自己都不知道,因此我们需要构建一个更强大的生态系统,而大学和初创公司在开发新技术和新应用上扮演非常重要的角色。 和其它CTO类似,Bolsens是赛灵思技术发展及人才培养的掌舵手,并领导赛灵思研究实验室的工作,主要研究领域在可编程逻辑的前沿技术。特别值得关注的是,他还负责赛灵思的大学计划以及面向初创公司的技术投资基金管理,以把握推动FPGA发展的新技术和新应用,表明了赛灵思对构建生态系统的重视。

  FPGA向和专用化发展

  推动FPGA向前发展是因为技术和工艺进步持续提升FPGA的价值。Bolsens介绍说,自1990年来,FPGA的成本降低了500倍、功耗降低了50倍、逻辑容量提高了200倍、速度快了40倍,预计到2010年,FPGA在价格上还会继续降低5倍,容量会增大5倍,单位功耗会有多5倍的功能,另外速度还会提升5倍。

  除了可编程逻辑外,FPGA还集成了很多IP硬核,例如最新的PCIe&以太网模块、高速串行收发器、DSP模块以及嵌入式处理器等,向发展。Bolsens举例说,如果以FPGA实现一个32位的处理器,那么相当于0.4美元提供240MIPS的性能,或者说2美元提供10万门。

  事实上,这也与传统DSP和CPU等处理器的发展方向类似,它们也在片上集成了各种硬件加速器,为特定应用提供更高的性能。Bolsens对《国际电子商情》记者表示:“确实是如此,FPGA通过把更多硬核集成进去,能够适合更多特定的市场,这是一个趋势。不过,和同类方案相比,FPGA是可编程的,继承了很多可编程特性。”

  除了这种片上集成外,Bolsens还提到未来另一种革命性的趋势,利用系统级封装技术(SiP)实现“虚拟SoC”。虚拟SoC可能会在同一个封装中集成传感器阵列、处理器、存储器、通用接口、混合信号和高压I/0等器件,以替代带有固化IP的大芯片。由于是多个裸片,每种器件都可以使用最适合自己的工艺,在降低成本、功耗和体积的同时,保持了高性能。Bolsens表示,赛灵思正在和几家厂商一起开发虚拟SoC,但不愿意透露进一步详情。

  FPGA厂商向平台提供商转型

  正是因为FPGA的功能越来越强,Bolsens指出,很多客户可以直接拿我们的FPGA做非常复杂的SoC,不用担心IC设计方面的问题,而把主要精力放在架构设计、IP、系统软件和系统验证等核心竞争力方面。Bolsens进一步解释说,这事实上是一种商业模式的转变,传统上系统厂商采用FPGA,需要自己完成设计定义和设计实现,而随着FPGA厂商可以提供平台化的方案,系统厂商只需要专注设计定义,设计实现由FPGA厂商完成。

  FPGA产业这种发展趋势,体现在赛灵思的发展战略上主要有三个方面:一是在技术层面,将越来越多的硬核集成在FPGA中,以面向更多应用;二是在市场层面,通过降低成本和功耗,使FPGA从现有的网络/计算基础设施、工业、医疗和军事扩展到消费电子、汽车和电池供电设备;三是在产品上,由标准产品向通用IP(DSP、嵌入式处理和连接)、交钥匙解决方案(如视频、无线和流量管理),以及针对一些市场定制平台(如汽车电子),一步步演进。Bolsens表示:“我们希望从通用的商品型器件,一直到非常专用的垂直市场,都分别有解决方案!”

  赛灵思迎接FPGA向专用化和SoC发展

  尽管目前通讯应用仍占据赛灵思公司收入近一半,但Bolsens强调消费电子等未通讯业务的成长性。他介绍说,由于通信产业的整合,过去5中,赛灵思的通讯业务年复合增长率约为4%,而非通讯业务约为30%!他还表示,除了CPLD外,FPGA也将渐渐地用于电池供电的设备中,首先是那些比较复杂的设备,如高端摄像机。

  由于FPGA向专用化和复杂SoC发展,作为平台提供商的FPGA供应商就不仅需要提供硬件,还需要更加关注软件和应用,而这都需要借助生态系统:不仅包括赛灵思自己的客户支持团队,还有第三方开发商网络,大学计划以及初创公司等。

  FPGA走向SoC和专用化,也表明了传统的软件可编程和硬件可编程正走向融合。Bolsens也认同这种趋势。Bolsens对《国际电子商情》记者指出:“是的,未来软、硬件可编程性最终会合到一起,这也是我们赛灵思后面发展的焦点之一。我们提供基于C的FPGA设计五金|工具,以及投资非常多的第三方合作伙伴,也就是让客户最后用FPGA的时候,感觉就好像在使用软件一样。”

  他还指出,三网融合/三重播放(TriplePlay)是未来FPGA最好的机会,包括用于基础设施的高性能Virtex系列,以及用于客户端的低成本Spartan系列。他解释说,数字信号处理(处理数据)、包处理(传输数据)和海量计量(分析数据)是让TriplePlay实现的三大关键技术,而这刚好是提供强大DSP功能、互联功能以及运算功能的FPGA优势所在。他笑道:“未来可能每一个电子产品中都有一个FPGA,你可能没有意识到自己正在使用FPGA。”



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