FPGA廠(chǎng)商謀求便攜電子江山

                 ——QuickLogic公司新近推出“北極熊”方案

    縱觀(guān)近幾年集成電路與應用行業(yè)的發(fā)展狀況，FPGA技術(shù)的廣泛應用和消費類(lèi)電子產(chǎn)品的快速增長(cháng)是其中奪目的亮點(diǎn)?，F在，這兩者之間開(kāi)始出現相互融合的趨勢——FPGA一改平日價(jià)格高不可攀的傲慢，相繼推出了多款低價(jià)產(chǎn)品，再加上其天生的靈活性，使得FPGA在一些高端消費電子產(chǎn)品中得到應用。這種趨勢使得很多FPGA廠(chǎng)商希望消費電子在兩年之內給自己帶來(lái)的收入額從現在的5%~10%提升到20%~30%。從某種意義上說(shuō)消費電子成就了FPGA新的發(fā)展。
    過(guò)去十年，尺寸、速度、成本始終是集成電路市場(chǎng)發(fā)展的瓶頸所在，最近形勢開(kāi)始有所變化——功耗開(kāi)始直接或間接地影響系統的成本、性能與適用性，日益成為半導體元器件設計應用中的一個(gè)重要影響因素，特別是消費類(lèi)電子的系統設計問(wèn)題尤為突出。近來(lái)，消費類(lèi)電子對系統功耗不斷提出苛刻的要求，一直是功耗“大戶(hù)”的FPGA技術(shù)前景也變得黯淡，FPGA廠(chǎng)商的態(tài)度也隨之從積極走向了無(wú)奈。這其中的根本原因是基于SRAM技術(shù)的 FPGA在低功耗應用方面存在著(zhù)先天不足：研究表明，在90nm工藝水平下，SRAM FPGA的漏電流水平與動(dòng)態(tài)工作電流近乎持平；而在65nm工藝水平下，漏電流水平甚至會(huì )超過(guò)動(dòng)態(tài)工作電流。SRAM FPGA遠超ASIC或ASSP功耗的問(wèn)題，抹殺了其在靈活性方面的優(yōu)勢，導致其許多應用場(chǎng)合根本無(wú)法使用，真是成也蕭何敗也蕭何。
    面對FPGA廠(chǎng)商面臨的共同難題，QuickLogic公司最近提出了新的解決方案——PolarPro。這一以北極熊為logo的新產(chǎn)品究竟新在哪里呢？QuickLogic邏輯產(chǎn)品部總監Brian Faith對從事FPGA設計的工程師提供了一份詳細的產(chǎn)品介紹。
    超低功耗工作模式(VLP)——PolarPro系列增加了VLP深度即時(shí)休眠的待機模式，該模式將功耗降低至10uA以下。與其他FPGA產(chǎn)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。在待機模式下，PolarPro系列產(chǎn)品對核心邏輯電路與輸入輸出管腳進(jìn)行隔離，從而確保其在所有工作環(huán)境下都具有卓越的節能水平。
    增強邏輯單元結構——PolarPro器件基于多路器的邏輯單元結構不僅支持業(yè)內通用的4輸入查詢(xún)表(LUT4)功能，而且支持高達13輸入的組合邏輯。PolarPro器件的邏輯單元混合的可變子單元結構在實(shí)現4輸入查詢(xún)表功能電路綜合時(shí)具有遠勝于傳統寬扇入PLD結構硬件的利用效率。所有上述創(chuàng )新造就了足以勝任當前以及未來(lái)低功耗低成本便攜電子設備設計應用的PolarPro 系列平臺。
    專(zhuān)用FIFO控制邏輯——處理器、以太網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )以及可能的非易失性存貯設備（如微型磁盤(pán)、記憶棒等存貯設備）經(jīng)常工作于不同時(shí)鐘頻率，這種情況要求可編程器件提供跨時(shí)鐘域橋接。PolarPro 系列中內建FIFO控制器以及其他專(zhuān)用電路有效地處理了上述橋接開(kāi)銷(xiāo)，提供了高費效比的跨時(shí)鐘域無(wú)縫橋接，借助PolarPro器件的這一優(yōu)點(diǎn)，設計者可以集中精力處理其他節能策略。