后發(fā)者如何制人？Altera與ARM戰略合作細節公布

　　2012年12月13日，Altera聯(lián)合ARM召開(kāi)發(fā)布會(huì )，共同宣布發(fā)售其首款28nm FPGA SoC器件，包含雙核ARM Cortex-A9 800MHz處理器，此時(shí)，賽靈思的類(lèi)似產(chǎn)品Zynq已經(jīng)發(fā)售一年有余。

　　客觀(guān)來(lái)說(shuō)，Altera的SoC產(chǎn)品進(jìn)展比賽靈思緩慢許多，2010年，賽靈思就放出了與ARM合作開(kāi)發(fā)下一代SoC器件的消息，而與之對應的Altera只是公布了與MIPS的合作藍圖，又聯(lián)合Intel宣布X86與FPGA的融合技術(shù)，直到2011年年中，Altera與ARM的合作計劃才姍姍來(lái)遲。

　　實(shí)際上，Altera已經(jīng)意識到產(chǎn)品問(wèn)世時(shí)間落后于賽靈思，為了彌補這一時(shí)間窗口，Altera于2011年10月發(fā)布了SoC虛擬目標軟件設計工具，支持客戶(hù)在獲得硬件之前便能夠開(kāi)始開(kāi)發(fā)其應用軟件。據Altera官方稱(chēng)：“很多Altera客戶(hù)已經(jīng)采用了SoC虛擬目標工具，他們現在可以將其應用軟件導入到SoC FPGA中，節省了數月的開(kāi)發(fā)時(shí)間。”

　　正因為此，Altera的SoC產(chǎn)品才不至于被對手遠遠甩掉。不過(guò)現在，Altera的SoC FPGA已經(jīng)發(fā)售了，如何繼續追趕并超越賽靈思呢?

　　在A(yíng)ltera宣布正式發(fā)售其首款28 nm SoC器件之前，公司國際市場(chǎng)部總監李儉曾拜訪(fǎng)過(guò)一位國內工業(yè)控制的客戶(hù)進(jìn)行前期調研，他們正在用市場(chǎng)上已售的FPGA SoC芯片做開(kāi)發(fā)，不過(guò)李儉聽(tīng)到了讓他又悲又喜的反饋，悲的是該客戶(hù)現有的芯片已經(jīng)很不錯了，獨特的架構非常適合于他們，因此Altera的產(chǎn)品也類(lèi)似的話(huà)，他們就不會(huì )再考慮更換供應商，但同時(shí)，該客戶(hù)表示盡管已售產(chǎn)品性能優(yōu)越，但開(kāi)發(fā)過(guò)程卻十分痛苦，這個(gè)觀(guān)點(diǎn)讓李儉非常興奮，因為他知道只有這樣，他們即將推出的產(chǎn)品才有可能獲得市場(chǎng)的認可。

　　Altera國際市場(chǎng)部總監李儉

　　軟硬件協(xié)同的重要性

　　該客戶(hù)稱(chēng)，系統的開(kāi)發(fā)調試會(huì )花費60%至70%的時(shí)間，對于FPGA SoC來(lái)說(shuō)，盡管硬件和軟件高度自由化，但如何將二者無(wú)縫銜接，是件非常困難的事情。“每次硬件的變化，都必須手工去和CPU做升級，只要犯一點(diǎn)錯誤整個(gè)系統就會(huì )崩潰，除非我們能做到自適應的調整。”該客戶(hù)稱(chēng)。

　　李儉分析道：“傳統的ARM芯片里面的接口、硬件加速器、內存映射、比特定義等都是固定的，只有CPU具有高度靈活性。但到了FPGA中，什么都是變化的，也就注定了CPU不可能用固定的方式與之適應，所以利用FPGA開(kāi)發(fā)出的硬件可能會(huì )與軟件與CPU沖突。這就造成了客戶(hù)的困擾。”

　　與李儉同去的Altera產(chǎn)品總監表示，Altera的新工具與設計流程，可以解決軟硬件協(xié)同的難題，客戶(hù)當場(chǎng)就表示，如果真有你這種東西，我一定會(huì )選擇你們。“為什么客戶(hù)愿意放棄一年多的努力而選用我們的平臺?這就要求我們必須能給客戶(hù)一個(gè)完全不一樣的東西，給客戶(hù)一個(gè)真正適合SoC開(kāi)發(fā)的調試工具。”

　　不一樣的調試工具

　　Altera的SoC開(kāi)發(fā)調試工具有什么不同呢?

　　在一年多以前，Altera與ARM合作時(shí)，就開(kāi)始開(kāi)發(fā)基于FPGA的DS-5可視化開(kāi)發(fā)工具，現在，業(yè)界首款FPGA自適應嵌入式軟件工具包已經(jīng)上市，有了該工具，像上述的工控客戶(hù)，就可以不必遭受軟硬件協(xié)同調試帶來(lái)的痛苦。

　　李儉介紹道，此前調試ARM只能用專(zhuān)用的DSTREAM，而FPGA也需要專(zhuān)門(mén)的調試工具，Altera的新方案則是基于其USB Blaster，一個(gè)工具可以同時(shí)調試FPGA與ARM，“這樣做真正去除了CPU和FPGA直接的調試壁壘，由于我們和ARM之前有特殊的OEM協(xié)議，因此才有了這種創(chuàng )新的產(chǎn)品。”

　　李儉解釋道，Altera在產(chǎn)品設計過(guò)程中使用了ARM CoreSight的一些規范，使FPGA可以和DS-5之間進(jìn)行信息的交互與處理，支持FPGA信號事件、軟件時(shí)間以及CPU指令跟蹤相關(guān)聯(lián)。而使用CoreSight之后，不光是ARM CPU，其他與CoreSight兼容的IP核都可以使用DS-5進(jìn)行調試。

　　同時(shí)，該工具提供了交叉功能，CPU和FPGA之間都可以設置觸發(fā)，從而實(shí)現跨域的硬件軟件協(xié)同調試。

　　FPGA的自適應與統一調試方框圖

　　2013年初，995美元的Altera SoC嵌入式設計套裝會(huì )供貨，而2013年4月，1495美元的Altera Cyclone V SoC則會(huì )推向市場(chǎng)。

　　盡管在SoC硬件開(kāi)發(fā)上落后于賽靈思，但Altera同時(shí)也可以看到客戶(hù)面臨的挑戰與困惑，從軟件開(kāi)發(fā)入手，換種方式參與到市場(chǎng)的競爭中，也完全可以在市場(chǎng)中占有一席之地。Altera公司產(chǎn)品和企業(yè)市場(chǎng)副總裁Vince Hu評論稱(chēng)：“現在，確定使用Altera SoC 的客 戶(hù)數量已經(jīng)超出了我們的預期。”

　　此外，在硬件方面，Altera也有了相當多的升級，包括32位ECC內存保護、128bit內部總線(xiàn)，靈活的啟動(dòng)型以及內置存儲器的雙重保護功能等。

　　在未來(lái)規劃方面，李儉表示Altera 20nm制程時(shí)將會(huì )采用性能更好的1.5GHz雙核ARM，此前，賽靈思曾透露其20nm制程時(shí)將會(huì )采用下一代ARM架構，但具體方案尚未公布。

　　ARM+FPGA的未來(lái)?

　　鑒于此次事件標志著(zhù)ARM在FPGA領(lǐng)域的重要突破，ARM中國區銷(xiāo)售總監劉潤國親臨發(fā)布會(huì )現場(chǎng)，而此前賽靈思的發(fā)布會(huì )也邀請到了ARM中國區總裁吳雄昂。ARM參與這兩次重要的發(fā)布會(huì )，足以證明其對于FPGA所代表的高端領(lǐng)域的期望，畢竟相對于傳統SoC，FPGA產(chǎn)品更高端化，而通過(guò)與FPGA廠(chǎng)商的合作，標志著(zhù)ARM進(jìn)入了全新的市場(chǎng)。劉潤國表示：“FPGA內部集成硬核并不是件新鮮事，此前的PowerPC是最典型的代表，而今ARM能夠走進(jìn)FPGA，證明ARM不光是在功耗上領(lǐng)先于競爭對手，我們在更高端的產(chǎn)品領(lǐng)域同樣可以表現的非常出色。”

　　ARM中國銷(xiāo)售總監劉潤國

　　談到越來(lái)越多的FPGA廠(chǎng)商攜手ARM進(jìn)軍嵌入式SoC市場(chǎng)，劉潤國認為根本的原因來(lái)自市場(chǎng)的交叉需求，一方面是Altera等FPGA市場(chǎng)面對的客戶(hù)的需求，另外一方面則是來(lái)自以ARM為代表的SoC市場(chǎng)的需求。

　　盡管FPGA SoC的好處不言而喻，但李儉同時(shí)表示，未來(lái)FPGA SoC還會(huì )面臨一些挑戰，“這主要來(lái)自?xún)煞矫?，第一點(diǎn)是客戶(hù)使用習慣的問(wèn)題，畢竟沒(méi)有FPGA開(kāi)發(fā)經(jīng)驗的人上手會(huì )很困難，但我們通過(guò)開(kāi)發(fā)諸如基于FPGA的DS-5等軟件，可以讓客戶(hù)更容易的進(jìn)行FPGA開(kāi)發(fā)工作。第二點(diǎn)則是切換成本的問(wèn)題，只有那些把眼光放在長(cháng)處的企業(yè)，才會(huì )有可能考慮通過(guò)長(cháng)期效應來(lái)覆蓋短期切換平臺成本的損失。”李儉說(shuō)道。

　　更多關(guān)于A(yíng)ltera與ARM新聞，請參考：Altera和ARM發(fā)布業(yè)界第一款FPGA自適應嵌入式軟件工具包 http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2012/1214/article_3277.html

　　Altera發(fā)售其首款雙核ARM Cortex-A9 SoC器件