消费电子应用前景看好 PLD厂商致力器件创新

　　消费电子在PLD(可编程逻辑器件)产品的各种应用中销售额的增长率是最高的，成本、功耗和体积的优化进一步促进了PLD在消费电子领域的发展，其中平板电视、汽车电子和各类便携式产品尤为引人注目。

　　近几年，PLD企业纷纷看好消费电子市场的发展。为迎合这一市场的需求，PLD产品在成本、功耗和体积方面不断创新。

　　消费应用占比近两成

　　2000年的网络泡沫带来了当时通信业的大规模衰退，与此同时，也导致当时主要收入几乎都来自通信应用的FPGA(现场可编程门阵列)业的回落。在2002年，全球PLD市场又比2001年下降了近30%。也正是在当年，几大PLD厂商开始了新技术、新应用的探索之旅，希望通过创新寻找新机会，带动PLD业从衰退中走出来。

　　而几大厂商当时对《中国电子报》记者说，消费电子市场将是PLD产品扩展市场的一个好机会。因为消费类电子厂商长期面临推陈出新的压力，这一行业恰恰可以发挥PLD产品的几大优势：可以帮助消费产品实现差异化设计，便于产品未来的升级和扩展，还能满足消费产品快速上市的需求。

　　看到这一机会后，先是在2002年9月，Altera推出了CycloneFPGA，当年11月，赛灵思也发布了新的Spartan系列产品。这些新产品在每个逻辑单元的成本上比以前的FPGA下降了不少，帮助FPGA打开了成本敏感的消费电子应用，进入了显示器、数字电视等多个消费应用领域。

　　时至今日，消费电子应用已占到PLD企业总销售额近20%的比例。赛灵思公司亚太区大批量应用部总监张宇清向《中国电子报》记者介绍说，在2007年12月结束的2008财年第三季度，赛灵思公司的消费电子及汽车应用销售占据了全球营收的17%，同比增长9%。Altera公司2007年第四季度的消费电子应用占其全球营收的16%，同比增长了7%。Actel公司亚太区总经理赖炫州也表示，Actel在2007年第四季度的营收有13%来自消费电子应用，而2007年第三季度则为12%。

　　虽然从销售情况看，通信和工控仍然是目前PLD最主要的两个应用市场，但这两个市场的增长率已经放缓，甚至出现负增长，而消费电子在PLD销售中的增长是最高的，展望未来，消费电子在PLD产品的各种应用中，是最富有发展前景的。

　　顺应功耗、成本及体积需求

　　为了更好地满足消费类产品的需求，拓展这一市场，几大PLD厂商纷纷在低功耗、低成本和小体积这几方面进行创新。

　　在降低PLD功耗方面，赛灵思通过设计更多的节电工作模式，来实现低功耗。赛灵思张宇清介绍，在他们创新的悬挂节电模式中，FPGA可以被快速唤醒，不需要等待配置时间，同时可节省待机电耗高达80%。

　　Altera公司在最新的CycloneIII系列中，利用TSMC(台积电)的65纳米工艺以及QuartusII软件的功耗管理等多种技术，功耗比90纳米CycloneII系列降低了50%。其中，QuartusII开发软件的PowerPlay技术对设计进行自动分析和优化，降低了功耗，同时满足了时序和性能要求。

　　Actel的赖炫州也表示，他们的FPGA与前两者的基础不同，他们的FPGA基于Flash(闪存)，因而不需要外接配置器件(如EEPROM等)，具有上电即行功能，并可从睡眠模式下快速恢复系统状态，且无需重新加载配置数据，因而能降低功耗。此外他们把支持的电压降低到1.2V，也大大节省功耗。

　　在降低成本方面，Altera公司主要是通过制造工艺的改进来达到降低成本的目的。例如，CycloneIII器件采用65纳米技术，还采用了交错I/O焊盘来减小管芯和电路板大小，与此同时，还提供多种低成本封装选择，配置了低成本并行闪存配置器件。

　　赛灵思则通过为不同应用提供多个面向领域优化的FPGA平台来满足成本效率方面的需求。例如，Spartan-3A主要针对I/O密集设计，Spartan-3E针对逻辑密集设计，Spartan-3ADSP针对DSP密集设计，而Spartan-3AN则针对高安全性设计。此外，他们还通过在芯片中加入更多的功能，例如在Spartan-3AN集成更大的片上闪存，减少对外部闪存的需求并降低系统PCB(印制电路板)面积来降低PLD产品和系统产品的成本。

　　在小体积方面，Actel在其低功耗5μWIGLOOFPGA产品上采用了焊球间距仅为0.4mm的4mm×4mm封装，而赛灵思则表示，芯片级封装(CSP)已经用于当前的FPGA产品，未来晶圆规模封装将可进一步缩小芯片的体积。

　　应用热点锁定显示、汽车等领域

　　今天，厂商采用深亚微米技术，例如65纳米，并在FPGA中加入更多的DSP、嵌入式存储器及多种I/O组合，这些特性使PLD能够替代更多原来消费电子中的ASIC产品，获得更多的应用。

　　总结起来，FPGA及CPLD在几大应用中显示出非常好的前景。

　　一是显示器领域，像平面显示器(包括LCD、等离子面板、等离子小截面显示、硅液晶等)以及视频投影仪，它们从各种信息源中接收、解码并显示数字视频流。而随着平板电视价格的不断降低，这类电视已经走进了千家万户。

　　二是汽车电子，PLD在汽车信息娱乐系统、汽车安全、智能驾驶、汽车网络等系统中起到视频流处理和桥接功能。

　　三是在各类便携产品，如手机、摄像机、照相机、便携媒体播放器、导航设备及手持医疗设备方案中起到视频处理、桥接等功能。

　　四是机顶盒等市场。

　　可以预见，消费电子应用在PLD企业的总销售额比例将持续走高，成为近几年最引人注目的应用推动力。