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可编程技术势在必行 — 一触即发

作者:时间:2009-02-11来源:电子产品世界收藏
可编程技术势在必行

  在2001年的经济低迷时期,产品开发的趋势就很普遍。如今的2008-2009年,面对经济和商业形势的双重危机,这种趋势更加变得势不可挡。 2009年每家企业最熟悉的口头禅就是 “少花钱多办事”,这意味着员工数量减少、预算紧张、市场窗口缩小以及产品生命周期更短。 同时,企业首席财务官(CFO)更强调降低风险。这也意味着企业在财务上更为保守,必须更为小心地限制在新市场中的投资。 此外,要求新产品开发人员还必须要不断增加亮点,例如新产品,即使是功能更丰富了,也必须在成本和功耗方面展示出更多优势。 面对更强烈的产品差异化需求和更为紧张的预算,设计人员看起来真有点无所适从。

  现在,转向可编程解决方案的时机已经成熟。 在行业的早期,可编程逻辑主要用于系统外围,做为I/O系统或第二层控制子系统的胶合连接逻辑。 今天,已经应用于系统的核心。 当被用于中心控制或数字信号处理(DSP)任务时,所有的系统差异都可在FPGA内实现。 即使是FPGA仅仅作为标准CPU或DSP的配角时,产品设计的许多亮点可能也是通过FPGA实现的,因为FPGA能够大幅提升性能和功能。 无论是在哪种情况下,FPGA的角色都在改变系统中IC设计的方式。

  在当前企业普遍面临财务困难的时候,转向FPGA在财政上的可行性更大。 现在的工程预算很难平衡传统专用IC设计流程不断增长的沉没工程(NRE)成本。 FPGA提供了比任何专用IC设计方式更低的设计成本。

  事实上,当CEO Moshe Gavrielov说到“可编程技术势在必行”(the programmable imperative)的时候,他实际的含义是指当前的形势几乎强制要求从传统ASIC转移到可编程解决方案。 对于传统门阵列和基于单元的ASIC来说,随着每个工艺节点的演进,其NRE成本都飞速增长。 例如,从90nm 发展到 65nm 工艺,传统ASIC设计的前期成本大幅提高。 行业研究企业iSuppli 报告说传统ASIC营收在整体逻辑IC营收中的比例从2000年的32%下降到了2008年的20%。 在当前的金融形势下,甚至ASSP的开发商也面临巨大的压力,特别是当特定器件所针对的终端市场也形势不妙的情况下更是如此。

  当然,传统ASIC并不会明天就消失。 ASIC面向的是产量极高的稳定产品。 然而,单靠最终产品数量的增长,即使是批量达到数万甚至数百万,也无法负担ASIC掩膜成本。从90nm到32nm,ASIC掩膜成本从约100万美元飙升到了约1200万美元。 对于EDA工具供应商来说,为了跟上工艺技术的发展需要投入更多研发资源,因此服务于专用架构的EDA工具价格也上升很快。 另一方面,现在的FPGA使得系统设计企业或部门能够不必直接负担IC开发的成本就可以充分利用先进的工艺技术所带来的优点。

  FPGA的成本优势并不限于原始设计。在FPGA中转换和重新实现过时的ASSP产品,FPGA同样显示出其成本优势。 将现有设计或升级后的设计转换为FPGA,开发人员将会发现随工艺节点的发展,产品的更新换代更容易。 采用可编程架构,通过增加新的功能能够大幅延长最终产品的实际货贺寿命。

  特别是在消费产品等快速变化的市场中,技术驱动以及通用接口或处理标准技术的应用非常明显。在这些市场中采用FPGA能够更好地体现出FPGA的另一个优势。 尽管在某些基于阵列和单元的技术中也有可重用IP内核,但其更适用于FPGA产品,并且更容易扩展应用于不同产品线。 这样系统设计部门一方面可以解决不断攀升的设计复杂性难题,同时还可以为系列产品中的每种产品都提供丰富的特色。

  市场需求的快速变化也进一步突破了PFGA的实力和优势。 当前的时代,其标志就是产品生命周期大大缩短,市场窗口更为窄小。而与传统ASIC相比,FPGA产品需要的开发时间更短。 例如,在消费领域,平均产品寿命原来是3到5年,而现在缩短到了一年甚至更短。 甚至在通信、军事航天等垂直市场,此前长达20年的典型产品生命周期现在也缩短到10年或更短。 易变的终端用户兴趣和需求所带来的挑战也使得FPGA的可重新编程能力更受设计人员青睐。FPGA的可重新编程能力意味着能够在产品生命周期过程中对其进行修改。

  事实上,消费市场产品(如LCD显示和机顶盒等)开发的不确定性几乎使得FPGA成为产品中必需使用的器件。 除了焦点群体和一对一消费调查研究以外,系统生产商发现很难提前预测6个月或6年后的产品升级要求。 因此,许多生产商开发产品时都是基于通用的低成本FPGA解决方案也开发一组核心功能。 利用FPGA作为实现功能差异化(如协议支持和图像处理)的关键单元,生产商现在拥有了更大的灵活性,能够在开发过程中进行修改并随时满足不断出现的新市场需求。



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