FPGA厂商谋求便携电子江山

                 ——QuickLogic公司新近推出“北极熊”方案

    纵观近几年集成电路与应用行业的发展状况，FPGA技术的广泛应用和消费类电子产品的快速增长是其中夺目的亮点。现在，这两者之间开始出现相互融合的趋势——FPGA一改平日价格高不可攀的傲慢，相继推出了多款低价产品，再加上其天生的灵活性，使得FPGA在一些高端消费电子产品中得到应用。这种趋势使得很多FPGA厂商希望消费电子在两年之内给自己带来的收入额从现在的5%~10%提升到20%~30%。从某种意义上说消费电子成就了FPGA新的发展。
    过去十年，尺寸、速度、成本始终是集成电路市场发展的瓶颈所在，最近形势开始有所变化——功耗开始直接或间接地影响系统的成本、性能与适用性，日益成为半导体元器件设计应用中的一个重要影响因素，特别是消费类电子的系统设计问题尤为突出。近来，消费类电子对系统功耗不断提出苛刻的要求，一直是功耗“大户”的FPGA技术前景也变得黯淡，FPGA厂商的态度也随之从积极走向了无奈。这其中的根本原因是基于SRAM技术的 FPGA在低功耗应用方面存在着先天不足：研究表明，在90nm工艺水平下，SRAM FPGA的漏电流水平与动态工作电流近乎持平；而在65nm工艺水平下，漏电流水平甚至会超过动态工作电流。SRAM FPGA远超ASIC或ASSP功耗的问题，抹杀了其在灵活性方面的优势，导致其许多应用场合根本无法使用，真是成也萧何败也萧何。
    面对FPGA厂商面临的共同难题，QuickLogic公司最近提出了新的解决方案——PolarPro。这一以北极熊为logo的新产品究竟新在哪里呢？QuickLogic逻辑产品部总监Brian Faith对从事FPGA设计的工程师提供了一份详细的产品介绍。
    超低功耗工作模式(VLP)——PolarPro系列增加了VLP深度即时休眠的待机模式，该模式将功耗降低至10uA以下。与其他FPGA产品典型功耗值相比，PolarPro器件的功耗水平低于基于FLASH的FPGA的1/1000，低于基于SRAM的FPGA的1/10000。在待机模式下，PolarPro系列产品对核心逻辑电路与输入输出管脚进行隔离，从而确保其在所有工作环境下都具有卓越的节能水平。
    增强逻辑单元结构——PolarPro器件基于多路器的逻辑单元结构不仅支持业内通用的4输入查询表(LUT4)功能，而且支持高达13输入的组合逻辑。PolarPro器件的逻辑单元混合的可变子单元结构在实现4输入查询表功能电路综合时具有远胜于传统宽扇入PLD结构硬件的利用效率。所有上述创新造就了足以胜任当前以及未来低功耗低成本便携电子设备设计应用的PolarPro 系列平台。
    专用FIFO控制逻辑——处理器、以太网、无线网络以及可能的非易失性存贮设备（如微型磁盘、记忆棒等存贮设备）经常工作于不同时钟频率，这种情况要求可编程器件提供跨时钟域桥接。PolarPro 系列中内建FIFO控制器以及其他专用电路有效地处理了上述桥接开销，提供了高费效比的跨时钟域无缝桥接，借助PolarPro器件的这一优点，设计者可以集中精力处理其他节能策略。