低功耗FPGA——纳米时代着力点

　　说到FPGA，人们自然会把Altera与Xilinx放在一起进行比较，其实这两家FPGA领先者也在有意识互为“攀比”参照对象。Altera全球CEO、总裁兼董事会主席John Daane在Altera上海Office迁址典礼上，也没忘记介绍公司产品开发战略和采用65nm工艺的新一代FPGA“Stratix III”的概要。从整个介绍基调来看，明显针对着Xilinx先前发布的65nm FPGA“Virtex-5”。其中，John Daane特别强调了Altera正在推进的“低功耗特性”。

　　以Cyclone、Stratix、HardCopy三大产品系列满足FPGA市场不同用户的需求。在每一代PLD技术中开发新方法来管理功耗一直是Altera研发的重点，特别是在90nm节点，由于漏电问题，降低功耗的方式有所变化。与130nm相比，90nm FPGA密度翻倍，逻辑门氧化层变得更薄，Altera在这一节点FPGA上进行了大量的创新，提供开发工具帮助用户克服功耗问题。John Daane认为，在65nm节点功耗问题要比90nm更关键，Altera发现了新的体系结构，能够从根本上降低功耗，同时保持了新节点的密度和性能优势。

　　相较于ASIC，FPGA在性能、密度方面的弱点已基本解决，因此功耗问题成为芯片供应商面临的最大挑战。Altera对此的反应是在FPGA业界引入Cyclone FPGA系列，针对低成本进行优化，使大批量应用能够充分利用可编程逻辑的优势，获得良好的发展。Altera一直在关注电子行业对低成本可编程逻辑的需求，可编程逻辑器件能够替代灵活性受限的ASSP和开发成本较高的ASIC，Altera认为这一趋势将持续发展，因此加快了引入下一代Cyclone系列的步伐。

　　日前Altera在其低成本Cyclone II FPGA系列中引入了新成员EP2C15A。这一新的Altera器件提供240kB嵌入式RAM和14448个逻辑单元，与以前的型号相比，具有更高的存储器逻辑比。Cyclone FPGA采用了90nm和130nm工艺技术，从根本上针对低成本进行设计。Altera称，其Cyclone II FPGA系列静态功耗只有12mW。

　　据悉，早在2003年4月Altera就生产出了Stratix III首枚测试芯片，而近日试制的第8代测试芯片将用于最后的验证工作，计划2007年投入量产。同130nm和90nm节点一样，在65nm 节点上Altera也不是率先技术发布者，但John Daane表示，Altera要成为第一家量产65nm FPGA的厂商。John Daane说，“Altera的宗旨是可靠，不仅是质量可靠，而且是供货可靠。”

　　Altera称，Stratix III的最大特点就是低耗电特性。Altera给出的数据是，在工作频率相同的条件下，与90nm的Stratix II相比，耗电量可减小50%。另外，如果工作频率低30%的话，可减少耗电70%，即便将工作频率提高20%，耗电也可减小30%。

　　为降低耗电，Altera除在内部核心电源电压控制和工艺的优化技术外，还在内部的每个逻辑块实现了对耗电/性能进行切换的功能。即关键路径上的逻辑块采用高性能，其它逻辑块采用低耗电，而空闲部分则切断电源。同时，公司自己开发出实现低耗电的EDA工具“PowerPlay”，可执行低耗电方面的设定和解析。

　　Altera是结构化ASIC市场的领先者，目前占有超过50%的份额，尽管LSI Logic今年已宣布停止对其Rapidchip结构化ASIC技术研发，甚至还有业者认为Altera的HardCopy并不是严格意义上的FPGA，但这似乎并未影响Altera对其HardCopy技术发展前景的信心。John Daane表示，“同时拥有FPGA和结构化ASIC产品，这就使我们的客户可以采用Altera的FPGA产品进行原型设计和验证，然后采用我们独有的无需重新设计的HardCopy进行生产，这是任何FPGA或者ASIC供应商都不具有的优势。”

　　而在中国，HardCopy的优势会更加明显，因为中国用户以前并没有做过太多的几百万门以上的ASIC，而是更多的采用套片进行设计，因此他们可以更容易采用HardCopy实现FPGA设计。 

　　在中国培养电子电路开发与设计人才，是Altera目前拓展中国市场采取的重要手段。6月13日，Altera与北京工业大学共建的EDA/SOPC联合实验室挂牌，这是Altera与中国大学合作的第18家联合实验室。仅在2006年，Altera就先后与西安电子科技大学、武汉工程大学以及武汉科技大学成立了联合实验室，而Altera与复旦大学合建的HardCopy实验室也将在近日启用。据了解，Altera为了实施其中国的大学计划、论文竞赛、联合实验室等已投入了900万美元。此次Altera为EDA/SOPC实验室和培训中心提供了价值超过70万美元的硬件开发系统和配套软件，其中包括200套最新的Quartus II和Nios II软件，20多种IP核，以及一些Altera专门为教学所需而设计的开发板等。

　　对于中国市场，Altera早已视为必争之地。据悉，Altera上海代表处已升级为公司全球技术支持中心之一。通过这样的一些长期战略，该公司表示将进一步加快在中国的业务发展。