可編程技術(shù)勢在必行，一觸即發(fā)

可編程技術(shù)勢在必行

在2001年的經(jīng)濟低迷時(shí)期，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的趨勢就很普遍。如今的2008-2009年，面對經(jīng)濟和商業(yè)形勢的雙重危機，這種趨勢更加變得勢不可擋。 2009年每家企業(yè)最熟悉的口頭禪就是 “少花錢(qián)多辦事”，這意味著(zhù)員工數量減少、預算緊張、市場(chǎng)窗口縮小以及產(chǎn)品生命周期更短。 同時(shí)，企業(yè)首席財務(wù)官（CFO）更強調降低風(fēng)險。這也意味著(zhù)企業(yè)在財務(wù)上更為保守，必須更為小心地限制在新市場(chǎng)中的投資。 此外，要求新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員還必須要不斷增加亮點(diǎn)，例如新產(chǎn)品，即使是功能更豐富了，也必須在成本和功耗方面展示出更多優(yōu)勢。 面對更強烈的產(chǎn)品差異化需求和更為緊張的預算，設計人員看起來(lái)真有點(diǎn)無(wú)所適從。

現在，轉向可編程解決方案的時(shí)機已經(jīng)成熟。 在FPGA行業(yè)的早期，可編程邏輯主要用于系統外圍，做為I/O系統或第二層控制子系統的膠合連接邏輯。 今天，FPGA已經(jīng)應用于系統的核心。 當FPGA被用于中心控制或數字信號處理（DSP）任務(wù)時(shí)，所有的系統差異都可在FPGA內實(shí)現。 即使是FPGA僅僅作為標準CPU或DSP的配角時(shí)，產(chǎn)品設計的許多亮點(diǎn)可能也是通過(guò)FPGA實(shí)現的，因為FPGA能夠大幅提升性能和功能。 無(wú)論是在哪種情況下，FPGA的角色都在改變系統中IC設計的方式。

在當前企業(yè)普遍面臨財務(wù)困難的時(shí)候，轉向FPGA在財政上的可行性更大。 現在的工程預算很難平衡傳統專(zhuān)用IC設計流程不斷增長(cháng)的沉沒(méi)工程（NRE）成本。 FPGA提供了比任何專(zhuān)用IC設計方式更低的設計成本。

事實(shí)上，當賽靈思CEO Moshe Gavrielov說(shuō)到“可編程技術(shù)勢在必行”（the programmable imperative）的時(shí)候，他實(shí)際的含義是指當前的形勢幾乎強制要求從傳統ASIC轉移到可編程解決方案。 對于傳統門(mén)陣列和基于單元的ASIC來(lái)說(shuō)，隨著(zhù)每個(gè)工藝節點(diǎn)的演進(jìn)，其N(xiāo)RE成本都飛速增長(cháng)。 例如，從90nm 發(fā)展到 65nm 工藝，傳統ASIC設計的前期成本大幅提高。 行業(yè)研究企業(yè)iSuppli 報告說(shuō)傳統ASIC營(yíng)收在整體邏輯IC營(yíng)收中的比例從2000年的32%下降到了2008年的20%。 在當前的金融形勢下，甚至ASSP的開(kāi)發(fā)商也面臨巨大的壓力，特別是當特定器件所針對的終端市場(chǎng)也形勢不妙的情況下更是如此。

當然，傳統ASIC并不會(huì )明天就消失。 ASIC面向的是產(chǎn)量極高的穩定產(chǎn)品。 然而，單靠最終產(chǎn)品數量的增長(cháng)，即使是批量達到數萬(wàn)甚至數百萬(wàn)，也無(wú)法負擔ASIC掩膜成本。從90nm到32nm，ASIC掩膜成本從約100萬(wàn)美元飆升到了約1200萬(wàn)美元。 對于EDA工具供應商來(lái)說(shuō)，為了跟上工藝技術(shù)的發(fā)展需要投入更多研發(fā)資源，因此服務(wù)于專(zhuān)用架構的EDA工具價(jià)格也上升很快。 另一方面，現在的FPGA使得系統設計企業(yè)或部門(mén)能夠不必直接負擔IC開(kāi)發(fā)的成本就可以充分利用先進(jìn)的工藝技術(shù)所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。

FPGA的成本優(yōu)勢并不限于原始設計。在FPGA中轉換和重新實(shí)現過(guò)時(shí)的ASSP產(chǎn)品，FPGA同樣顯示出其成本優(yōu)勢。 將現有設計或升級后的設計轉換為FPGA，開(kāi)發(fā)人員將會(huì )發(fā)現隨工藝節點(diǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代更容易。 采用可編程架構，通過(guò)增加新的功能能夠大幅延長(cháng)最終產(chǎn)品的實(shí)際貨賀壽命。

特別是在消費產(chǎn)品等快速變化的市場(chǎng)中，技術(shù)驅動(dòng)以及通用接口或處理標準技術(shù)的應用非常明顯。在這些市場(chǎng)中采用FPGA能夠更好地體現出FPGA的另一個(gè)優(yōu)勢。 盡管在某些基于陣列和單元的技術(shù)中也有可重用IP內核，但其更適用于FPGA產(chǎn)品，并且更容易擴展應用于不同產(chǎn)品線(xiàn)。 這樣系統設計部門(mén)一方面可以解決不斷攀升的設計復雜性難題，同時(shí)還可以為系列產(chǎn)品中的每種產(chǎn)品都提供豐富的特色。

市場(chǎng)需求的快速變化也進(jìn)一步突破了PFGA的實(shí)力和優(yōu)勢。 當前的時(shí)代，其標志就是產(chǎn)品生命周期大大縮短，市場(chǎng)窗口更為窄小。而與傳統ASIC相比，FPGA產(chǎn)品需要的開(kāi)發(fā)時(shí)間更短。 例如，在消費領(lǐng)域，平均產(chǎn)品壽命原來(lái)是3到5年，而現在縮短到了一年甚至更短。 甚至在通信、軍事航天等垂直市場(chǎng)，此前長(cháng)達20年的典型產(chǎn)品生命周期現在也縮短到10年或更短。 易變的終端用戶(hù)興趣和需求所帶來(lái)的挑戰也使得FPGA的可重新編程能力更受設計人員青睞。FPGA的可重新編程能力意味著(zhù)能夠在產(chǎn)品生命周期過(guò)程中對其進(jìn)行修改。

事實(shí)上，消費市場(chǎng)產(chǎn)品（如LCD顯示和機頂盒等）開(kāi)發(fā)的不確定性幾乎使得FPGA成為產(chǎn)品中必需使用的器件。 除了焦點(diǎn)群體和一對一消費調查研究以外，系統生產(chǎn)商發(fā)現很難提前預測6個(gè)月或6年后的產(chǎn)品升級要求。 因此，許多生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)都是基于通用的低成本FPGA解決方案也開(kāi)發(fā)一組核心功能。 利用FPGA作為實(shí)現功能差異化（如協(xié)議支持和圖像處理）的關(guān)鍵單元，生產(chǎn)商現在擁有了更大的靈活性，能夠在開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行修改并隨時(shí)滿(mǎn)足不斷出現的新市場(chǎng)需求。