從ASIC到FPGA，到類(lèi)似ASIC

從ASIC到FPGA的一對一替代是否是一條不歸之路？答案是否定的。

正如你所看到的，如果說(shuō)幾十年來(lái)，低功耗、小型化、省錢(qián)和省時(shí)一直是半導體產(chǎn)業(yè)的終極目標，那么，當今該產(chǎn)業(yè)的成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間壓力也更加強調這些要求，迫使設計人員不得不去尋找具有靈活性、安全性和可靠性的解決方案。正是這些“必不可少的”產(chǎn)業(yè)條件為FPGA創(chuàng )造了極大的機會(huì )，使其能涉足那些傳統上被開(kāi)發(fā)周期長(cháng)、成本高的ASIC技術(shù)所占據的市場(chǎng)。

根據分析預測，從2002年到2008年，可編程邏輯器件(PLD)市場(chǎng)將有約235% 的增長(cháng)，即由23億美元增加到54億美元。

目前的挑戰在于如何使FPGA“更像ASIC”，以便更輕松地實(shí)現成功的過(guò)渡，即降低總體系統成本、單件成本及功耗。這就要求FPGA具備“類(lèi)似ASIC”的特點(diǎn)，如更高的設計安全性和可靠性、采用單芯片技術(shù)及上電即行。

以Flash為基礎的FPGA脫穎而出

因此，FPGA廠(chǎng)商有了很大的機會(huì )，尤其是滿(mǎn)足這些類(lèi)似ASIC的技術(shù)需求，使客戶(hù)不僅能滿(mǎn)足其特定的功率、器件尺寸和資源需求，同時(shí)獲得競爭優(yōu)勢，并保護設計免遭盜竊及出現固件錯誤。雖然以SRAM為基礎技術(shù)的傳統FPGA解決方案沒(méi)有這些優(yōu)點(diǎn)，但以非易失性 Flash (閃存)為基礎的FPGA便先天地能滿(mǎn)足這些要求，具有類(lèi)似ASIC的特點(diǎn)。

而且，采用非易失性單芯片FPGA可能是那些板卡空間、功耗、開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本受限的設計人員所需要的解決方案。例如，將混合信號模擬電路、內嵌Flash存儲單元 和FPGA架構集成在單芯片混合信號FPGA上，設計人員能夠將可編程邏輯的優(yōu)勢帶入那些過(guò)往由價(jià)格高昂和耗費空間的分立模擬元件或混合信號ASIC解決方案來(lái)實(shí)現的應用領(lǐng)域。而且，將這種FPGA與業(yè)界標準的軟處理器核結合起來(lái)，可使設計人員集中精力增添系統的各種獨特功能和提高最終產(chǎn)品的價(jià)值。

例如通用的 Flash FPGA或前述的混合信號技術(shù)，非易失性FPGA技術(shù)填補了傳統FPGA和ASIC間的巨大鴻溝。因FPGA不具備實(shí)現系統功能所需的容量、性能和能力而“必須”使用ASIC的情形不復存在。事實(shí)上，基于 Flash 技術(shù)的FPGA具有類(lèi)似ASIC的特點(diǎn)，這也是市場(chǎng)分析家相信FPGA的市場(chǎng)會(huì )保持兩位數增長(cháng)率的原因。

在未來(lái)的20年，隨著(zhù)半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，設計人員不斷追求更低的功耗、更小的器件尺寸、更短的開(kāi)發(fā)時(shí)間和更低的成本，用心制定航線(xiàn)，繞過(guò)前進(jìn)中的各種障礙 (包括ASIC的成本問(wèn)題) 非常重要。隨著(zhù)FPGA的容量越來(lái)越大、性能越來(lái)越高、能力越來(lái)越強，而且集成度和靈活性越來(lái)越好，按著(zhù)這條路線(xiàn)走便會(huì )容易達到設計成功的目的。