三大FPGA廠(chǎng)商競相發(fā)新品，應用點(diǎn)各有側重

作者 王瑩

　　2017年2月，春節剛過(guò)，三大FPGA公司不約而同地在京舉辦新聞發(fā)布會(huì )，宣布它們或顛覆或創(chuàng )新的產(chǎn)品，例如Xilinx宣布面向5G推出RFSoC，把ADC模擬等功能也集成進(jìn)SoC，16nm工藝;被Microsemi收購7年的原Actel公司FPGA業(yè)務(wù)部門(mén)推出了28nm中密度FPGA，進(jìn)軍接入網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)基礎設施等市場(chǎng);2015年底被Intel收購的原Altera部門(mén)推出了Cyclone 10，支持10G收發(fā)器，20nm工藝，面向汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化等。

Xilinx發(fā)布射頻級模擬技術(shù)，實(shí)現5G無(wú)線(xiàn)顛覆性技術(shù)突破

　　All Programmable技術(shù)和器件的企業(yè)Xilinx公司宣布通過(guò)在其16nm全可編程( All Programmable)MPSoC 中集成射頻(RF)級模擬技術(shù)，面向5G無(wú)線(xiàn)實(shí)現顛覆性的集成度和架構突破。Xilinx通訊市場(chǎng)總監Harpinder S Matharu稱(chēng)：“Xilinx全新的All Programmable RFSoC 消除了分立數據轉換器，可將5G Massive-MIMO和毫米波無(wú)線(xiàn)回傳應用的功耗和封裝尺寸削減50%~75%?！?/p>

　　大規模2D天線(xiàn)陣列系統對提升5G所需的頻譜效率和網(wǎng)絡(luò )密度都很關(guān)鍵。制造商正在尋找各種新方法，以滿(mǎn)足嚴格的商業(yè)部署要求。由于A(yíng)ll Programmable SoC集成了高性能ADC和DAC，無(wú)線(xiàn)電和無(wú)線(xiàn)回傳單元現在能滿(mǎn)足以前無(wú)法實(shí)現的功耗和封裝尺寸要求，同時(shí)還能提高通道密度。此外，RFSoC器件具有高度的靈活性，可支持制造商簡(jiǎn)化設計和開(kāi)發(fā)周期，從而滿(mǎn)足5G部署的時(shí)間表。

　　集成式16nm RF數據轉換技術(shù)包括：1)直接RF采樣，能簡(jiǎn)化模擬設計，提高精確度，減小封裝尺寸，并降低功耗;2)12位ADC最高支持4GSPS，實(shí)現高的通道數量，而且支持數字下轉換;3)14位DAC最高支持6.4GSPS，實(shí)現高的通道數量，而且支持數字上轉換。

Microsemi低功耗的成本優(yōu)化FPGA系列，用于接入網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)基礎設施、國防和工業(yè)4.0

　　Microsemi宣布提供全新成本優(yōu)化PolarFire 現場(chǎng)可編程邏輯器件(FPGA) 產(chǎn)品系列，在中等密度范圍FPGA器件中具備了業(yè)界最低功耗、12.7 Gbps串化/解串 (SerDes)收發(fā)器，以及領(lǐng)先的安全性和可靠性(圖2)。該 FPGA產(chǎn)品系列適合廣泛的應用范圍，涵蓋有線(xiàn) 接入 網(wǎng)絡(luò )和 蜂窩基礎設施、國防 和 商用航空 市場(chǎng)，以及包括工業(yè) 自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng) (IoT)市場(chǎng)的工業(yè) 4.0應用。

　　Microsemi副總裁兼業(yè)務(wù)部經(jīng)理Bruce Weyer表示：“非易失性FPGA器件首次具備了全部已知好處，其明確的功耗和成本優(yōu)勢超越了帶有10 Gpbs收發(fā)器的SRAM FPGA器件，從而提供了必要的差異性，在滿(mǎn)足客戶(hù)不斷變化的需求的同時(shí)填補了市場(chǎng)空白。

　　通過(guò)PolarFire FPGA器件，Microsemi公司FPGA器件潛在市場(chǎng)擴大至超過(guò)25億美元的規模，同時(shí)涵蓋低端和中階FPGA市場(chǎng)區間，此外，新產(chǎn)品系列的創(chuàng )新特性支持其在通信基礎設施市場(chǎng)實(shí)現持續增長(cháng)。

　　現今的蜂窩基礎設施和有線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )正在面對快速轉型，一方面必須為客戶(hù)提供兆兆字節 (terabytes) 的高價(jià)值內容，同時(shí)降低運營(yíng)和資產(chǎn)支出花費，以及減少其熱消耗和碳排放。PolarFire FPGA器件提供最低功耗的10Gbps端口，為日益增多的聚合業(yè)務(wù)提供了高成本效益的帶寬處理能力。全新FPGA系列還可以應對市場(chǎng)日益增多的現實(shí)網(wǎng)絡(luò )安全威脅問(wèn)題，以及基于深亞微米SRAM的FPGA器件的配置內存所面臨的單事件翻轉(SEU)相關(guān)的可靠性問(wèn)題。

Intel面向工業(yè)和汽車(chē)市場(chǎng)推出全新多功能FPGA

　　為支持日益增多的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用，Intel發(fā)布了Cyclone 10 系列FPGA，分為Cyclone 10 GX和Cyclone 10 LP兩類(lèi)，可滿(mǎn)足設計團隊的不同需求。

　　不同于其他低成本FPGA，Cyclone 10 GX支持10G收發(fā)器和硬浮點(diǎn)DSP。相比前一代Cyclone，它可將性能提升2倍。其市場(chǎng)包括注重高性能I/O和核心速度的市場(chǎng)。使用領(lǐng)域包括工業(yè)機器視覺(jué)和智能城市應用，以支持監控停車(chē)場(chǎng)、道路和橋梁等。Cyclone 10 GX還非常適合支持專(zhuān)業(yè)視聽(tīng)技術(shù)，如視頻流應用。

　　針對把成本和功耗作為設計決策關(guān)鍵要素的應用，Cyclone 10 LP是理想的解決方案。這些系統使用的FPGA密度通常小于75K LE，FPGA通常用于芯片到芯片的橋接，或是微處理器的I/O擴展。Cyclone 10 LP還可以在汽車(chē)視頻處理應用中用于后視攝像頭和傳感器融合，通過(guò)車(chē)內多個(gè)傳感器收集車(chē)輛行駛時(shí)的數據，，幫助更全面了解車(chē)輛行駛情況。

　　“Cyclone 10與Intel公司的整體戰略相符?！盜ntel PSG部產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)與策劃副總裁Alex Grbic稱(chēng)，“PSG部門(mén)受Intel大生態(tài)圖影響，此圖涉及從萬(wàn)物到云端，Cyclone 10被定義在用于萬(wàn)物和渠道端(如圖3)?！?/p>

點(diǎn)評：FPGA廠(chǎng)商各有去向

　　三家公司的產(chǎn)品分別面向高、中、低市場(chǎng)。在應用方面，Xilinx推出的RFSoC針對性最強——5G通信設備市場(chǎng)。相比之下，Intel Cyclone 10是低端產(chǎn)品，面向萬(wàn)物互聯(lián)的客戶(hù)端，適用面最廣。在創(chuàng )新方面，三家公司各有特色，Xilinx憑借其ARM核SoC處理器，在RF模擬方面進(jìn)行了新的拓展;Microsemi的亮點(diǎn)是第一次采用了28nm工藝;而Intel FPGA主要在產(chǎn)品的性能/成本比方面下了很大功夫，主要為了符合Intel的全局戰略，例如Intel以往在物聯(lián)網(wǎng)的高端即云端實(shí)力雄厚，因此用Cyclone 10來(lái)加強中低端實(shí)力。

　　Microsemi第一次問(wèn)世28nm FPGA，使其FPGA器件中具備了業(yè)界最低功耗、12.7 Gbps串化/解串 (SerDes)收發(fā)器，進(jìn)軍中等密度FPGA市場(chǎng)。Microsemi前兩年收購了PMC-Sierra，拓展了通信市場(chǎng)，此番Microsemi FPGA被7年雪藏后復出，以增強通信與工業(yè)市場(chǎng)實(shí)力。

　　過(guò)去FPGA界主要有兩大兩?。簝纱缶耷鎄ilinx和Altera以高密度和先進(jìn)制程在前方華山論劍，兩小將Actel和Lattice都是反熔絲FPGA架構，在后面短兵相接。如今，Lattice側重消費類(lèi)電子，其他三家也各有各的Niche Market(利基市場(chǎng))，形成了暫時(shí)的差異化和和平氛圍。

　　沒(méi)有不散的筵席。FPGA廠(chǎng)商今天似乎都各有各的去向，少了往日的硝煙彌漫。這到底是好，還是不好呢?這是否是半導體產(chǎn)業(yè)整合時(shí)代的一個(gè)必經(jīng)之路呢?總之，年年歲歲花相似，歲歲年年的FPGA還真不同!

本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第2期第75頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。