用FPGA解決65nm芯片設計難題
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但是，很多產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團隊仍然習慣于使用原來(lái)的開(kāi)發(fā)方法，忽視了這一簡(jiǎn)單卻生動(dòng)的結果。特別是，他們不顧風(fēng)險、收益和成本因素，還在建立ASIC，而ASIC開(kāi)發(fā)在這些方面都有不利影響，最明顯的是收益和成本。對于收益問(wèn)題，業(yè)界在上世紀90年代后期和2000年早期過(guò)于樂(lè )觀(guān)ASIC器件的量產(chǎn)能力，僅采用產(chǎn)量這一因素來(lái)衡量應用開(kāi)發(fā)，結果在財務(wù)上失敗了。在某些情況下，還是有人不考慮我們已經(jīng)提到的成本問(wèn)題，仍然保持一副樂(lè )觀(guān)的態(tài)度。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191597.htm
FPGA在總成本上勝出ASIC
65nm和后續工藝節點(diǎn)上需要考慮的是合理的資金分配，而ASIC設計方法成本高，預期收益回報較低。設計人員應認真考慮使用現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)。這些器件解決了當今設計人員面臨的功耗問(wèn)題，有較好的ROI。
對于迫切的功耗問(wèn)題，Altera高端65nm Stratix III系列FPGA通過(guò)各種方法來(lái)幫助開(kāi)發(fā)人員降低功耗。為了使開(kāi)發(fā)人員能夠在功耗需求和電路性能上達到平衡，Stratix III系列為開(kāi)發(fā)人員提供了全面可編程開(kāi)發(fā)環(huán)境，結合其多閾值晶體管和邏輯門(mén)長(cháng)度可變晶體管技術(shù)，以及超薄和三門(mén)氧化層等技術(shù)，不但保持甚至提高了性能，而且把泄漏功耗降到了最低。
Stratix III系列的體系結構含有高性能自適應邏輯模塊(ALM)以及多路互聯(lián)，降低了功耗需求。它還采用了兩種創(chuàng )新的低功耗技術(shù)?？删幊坦募夹g(shù)使Stratix III中的每一可編程邏輯陣列模塊(LAB)、DSP模塊以及存儲器模塊能夠獨立工作在高速或者低功耗模式下，利用Quartus II軟件的PowerPlay功
能，根據性能需要，自動(dòng)控制每個(gè)模塊的工作模式。另一功耗優(yōu)化技術(shù)是可選內核電壓，設計人員利用該技術(shù)可以為高性能應用選擇1.1V內核電壓，針對低功耗應用選擇0.9V內核電壓。所有這些特性使FPGA能夠在設計上平衡速率和功耗，開(kāi)發(fā)人員不必在某一方面作出犧牲。
對于迫切的資金問(wèn)題，在綜合考慮產(chǎn)品研發(fā)成本以及貨物售出成本(COGS)后，FPGA是開(kāi)發(fā)人員在A(yíng)SIC替代方案上的最佳選擇。在當今競爭激勵的市場(chǎng)上，COGS是決定產(chǎn)品收益和毛利潤的主要因素，許多設計人員在考慮FPGA時(shí)非常重視它。
FPGA設計的研發(fā)成本要比ASIC低幾個(gè)數量級，開(kāi)發(fā)人員設計FPGA時(shí)，不用面對數百萬(wàn)美元的模板成本，不需要在晶體管級單元布局布線(xiàn)上的高級專(zhuān)業(yè)技能，也不需要昂貴的自動(dòng)設計工具和工藝庫。Altera Quartus II軟件等全面的開(kāi)發(fā)工具處理設計中的物理細節問(wèn)題，使用戶(hù)能夠將精力集中在系統級設計上。
FPGA的可編程能力還避免了今后大量的研發(fā)開(kāi)支。在產(chǎn)品生命周期中，如果需要在已有設計中加入新功能，對FPGA重新進(jìn)行編程便可以簡(jiǎn)單地實(shí)現功能改進(jìn)。而對ASIC設計進(jìn)行微小的改動(dòng)也需要在新模板上投入大量人力物力。
認識到可編程優(yōu)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)人員可能會(huì )考慮基于處理器的ASIC設計方法。在這一方面，FPGA同樣具有優(yōu)勢?？删幊踢壿嬙趯?shí)現功能上效率要比軟件高得多，和基于處理器的設計相比，不但降低了功耗，而且提高了任務(wù)執行速度。在基于處理器的設計中，FGPA的確經(jīng)常被用作硬件加速器。
各種客戶(hù)群大量采用FPGA，使FPGA的產(chǎn)效在消費類(lèi)設計上和大批量ASIC水平相當。量產(chǎn)也使得FPGA供應商有足夠的收益來(lái)切實(shí)投入研發(fā)。結果，FPGA在體系結構、設計和工藝上是目前最先進(jìn)的技術(shù)，足以和最好的ASIC進(jìn)行競爭。而且，研發(fā)上的投入也保證了FPGA成為功能更強大、質(zhì)量更好的可靠器件。
對量產(chǎn)的預測已經(jīng)得到證實(shí)。在過(guò)去幾年中，FPGA的收益超出了半導體市場(chǎng)的總體水平，而且有加速發(fā)展的趨勢，原因在于芯片技術(shù)的復雜度越來(lái)越高，業(yè)界大量應用降低了對產(chǎn)品量產(chǎn)的預期。所有因素都對FPGA更加有利，而非ASIC。
隨著(zhù)半導體技術(shù)在65nm上的突破，人們越來(lái)越關(guān)心功耗和開(kāi)發(fā)成本問(wèn)題。使用這些技術(shù)的芯片物理設計遇到了更多的挑戰，ASIC設計方法實(shí)現起來(lái)更加困難。設計人員轉向基于FPGA的設計后，能夠從芯片物理設計難題中抽身而出，讓FPGA公司去解決這些問(wèn)題，把精力集中在應用和系統設計的核心能力以及價(jià)值定位上。
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