FPGA的SoC和專(zhuān)用化趨勢

　　過(guò)去一年中，FPGA巨頭賽靈思(Xilinx)在中國大舉構建生態(tài)系統，其速度和力度讓人吃驚。2006年末，賽靈思公司董事會(huì )主席、總裁兼CEOWimRoelandts來(lái)華宣布了“促進(jìn)中國電子設計創(chuàng )新”的在華發(fā)展戰略，主要內容包括加強客戶(hù)支持力度、建立良好生態(tài)網(wǎng)絡(luò )、投資新興半導體公司以及培養未來(lái)工程設計人才，拉開(kāi)了賽靈思在中國大舉擴張的序幕。

　　隨后，賽靈思宣布設立了金額達7500萬(wàn)美元的亞太區技術(shù)基金，投資那些基于可編程邏輯、為重點(diǎn)行業(yè)開(kāi)發(fā)創(chuàng )新應用的公司。2007年，賽靈思又分別在上海張江和江蘇無(wú)錫分別成立了賽靈思可編程IC人才實(shí)訓基地和FPGA創(chuàng )新中心。不久前，首屆“Xilinx杯中國高校開(kāi)放源碼硬件創(chuàng )新大賽”在國內高校拉開(kāi)了帷幕。此外，賽靈思還在華設立專(zhuān)家團隊和應用開(kāi)發(fā)實(shí)驗室，加大亞太及中國市場(chǎng)低成本、大批量應用開(kāi)發(fā)力度。

　　除了好象其它半導體公司一樣對中國市場(chǎng)的更加重視外，最近來(lái)華的賽靈思公司CTO揭開(kāi)了其在中國大舉構建生態(tài)系統另一個(gè)技術(shù)謎底：在技術(shù)和工藝進(jìn)步的推動(dòng)下，FPGA的應用范圍越來(lái)越廣，FPGA器件向SoC和專(zhuān)用化發(fā)展，軟件可編程和硬件可編程出現融合。為此，FPGA供應商正向平臺提供商轉型。而對于平臺提供商來(lái)說(shuō)，一個(gè)強大生態(tài)系統的意義是，一是可以不斷發(fā)現創(chuàng )新應用，二是能夠為這些新應用提供系統級的解決方案。

　　IvoBolsens：FPGA正前所未有地進(jìn)入更廣泛的應用領(lǐng)域，特別是消費電子領(lǐng)域

　　“FPGA正前所未有地進(jìn)入更廣泛的應用領(lǐng)域，特別是消費電子領(lǐng)域，我最重要的工作就是引入對賽靈思未來(lái)遠發(fā)展有潛力的技術(shù)?！辟愳`思公司全球副總裁兼首席技術(shù)官I(mǎi)voBolsens對《國際電子商情》記者表示。

　　他進(jìn)一步解釋說(shuō)，我們的挑戰就是各種各樣FPGA創(chuàng )新應用實(shí)在是太多了，很多我們自己都不知道，因此我們需要構建一個(gè)更強大的生態(tài)系統，而大學(xué)和初創(chuàng )公司在開(kāi)發(fā)新技術(shù)和新應用上扮演非常重要的角色。 和其它CTO類(lèi)似，Bolsens是賽靈思技術(shù)發(fā)展及人才培養的掌舵手，并領(lǐng)導賽靈思研究實(shí)驗室的工作，主要研究領(lǐng)域在可編程邏輯的前沿技術(shù)。特別值得關(guān)注的是，他還負責賽靈思的大學(xué)計劃以及面向初創(chuàng )公司的技術(shù)投資基金管理，以把握推動(dòng)FPGA發(fā)展的新技術(shù)和新應用，表明了賽靈思對構建生態(tài)系統的重視。

　　FPGA向SoC和專(zhuān)用化發(fā)展

　　推動(dòng)FPGA向前發(fā)展是因為技術(shù)和工藝進(jìn)步持續提升FPGA的價(jià)值。Bolsens介紹說(shuō)，自1990年來(lái)，FPGA的成本降低了500倍、功耗降低了50倍、邏輯容量提高了200倍、速度快了40倍，預計到2010年，FPGA在價(jià)格上還會(huì )繼續降低5倍，容量會(huì )增大5倍，單位功耗會(huì )有多5倍的功能，另外速度還會(huì )提升5倍。

　　除了可編程邏輯外，FPGA還集成了很多IP硬核，例如最新的PCIe&以太網(wǎng)模塊、高速串行收發(fā)器、DSP模塊以及嵌入式處理器等，向SoC發(fā)展。Bolsens舉例說(shuō)，如果以FPGA實(shí)現一個(gè)32位的處理器，那么相當于0.4美元提供240MIPS的性能，或者說(shuō)2美元提供10萬(wàn)門(mén)。

　　事實(shí)上，這也與傳統DSP和CPU等處理器的發(fā)展方向類(lèi)似，它們也在片上集成了各種硬件加速器，為特定應用提供更高的性能。Bolsens對《國際電子商情》記者表示：“確實(shí)是如此，FPGA通過(guò)把更多硬核集成進(jìn)去，能夠適合更多特定的市場(chǎng)，這是一個(gè)趨勢。不過(guò)，和同類(lèi)方案相比，FPGA是可編程的，繼承了很多可編程特性?！?/P>

　　除了這種片上集成外，Bolsens還提到未來(lái)另一種革命性的趨勢，利用系統級封裝技術(shù)(SiP)實(shí)現“虛擬SoC”。虛擬SoC可能會(huì )在同一個(gè)封裝中集成傳感器陣列、處理器、存儲器、通用接口、混合信號和高壓I/0等器件，以替代帶有固化IP的大芯片。由于是多個(gè)裸片，每種器件都可以使用最適合自己的工藝，在降低成本、功耗和體積的同時(shí)，保持了高性能。Bolsens表示，賽靈思正在和幾家廠(chǎng)商一起開(kāi)發(fā)虛擬SoC，但不愿意透露進(jìn)一步詳情。

　　FPGA廠(chǎng)商向平臺提供商轉型

　　正是因為FPGA的功能越來(lái)越強，Bolsens指出，很多客戶(hù)可以直接拿我們的FPGA做非常復雜的SoC，不用擔心IC設計方面的問(wèn)題，而把主要精力放在架構設計、IP、系統軟件和系統驗證等核心競爭力方面。Bolsens進(jìn)一步解釋說(shuō)，這事實(shí)上是一種商業(yè)模式的轉變，傳統上系統廠(chǎng)商采用FPGA，需要自己完成設計定義和設計實(shí)現，而隨著(zhù)FPGA廠(chǎng)商可以提供平臺化的方案，系統廠(chǎng)商只需要專(zhuān)注設計定義，設計實(shí)現由FPGA廠(chǎng)商完成。

　　FPGA產(chǎn)業(yè)這種發(fā)展趨勢，體現在賽靈思的發(fā)展戰略上主要有三個(gè)方面：一是在技術(shù)層面，將越來(lái)越多的硬核集成在FPGA中，以面向更多應用;二是在市場(chǎng)層面，通過(guò)降低成本和功耗，使FPGA從現有的網(wǎng)絡(luò )/計算基礎設施、工業(yè)、醫療和軍事擴展到消費電子、汽車(chē)和電池供電設備;三是在產(chǎn)品上，由標準產(chǎn)品向通用IP(DSP、嵌入式處理和連接)、交鑰匙解決方案(如視頻、無(wú)線(xiàn)和流量管理)，以及針對一些市場(chǎng)定制平臺(如汽車(chē)電子)，一步步演進(jìn)。Bolsens表示：“我們希望從通用的商品型器件，一直到非常專(zhuān)用的垂直市場(chǎng)，都分別有解決方案!”

　　賽靈思迎接FPGA向專(zhuān)用化和SoC發(fā)展

　　盡管目前通訊應用仍占據賽靈思公司收入近一半，但Bolsens強調消費電子等未通訊業(yè)務(wù)的成長(cháng)性。他介紹說(shuō)，由于通信產(chǎn)業(yè)的整合，過(guò)去5中，賽靈思的通訊業(yè)務(wù)年復合增長(cháng)率約為4%，而非通訊業(yè)務(wù)約為30%!他還表示，除了CPLD外，FPGA也將漸漸地用于電池供電的設備中，首先是那些比較復雜的設備，如高端攝像機。

　　由于FPGA向專(zhuān)用化和復雜SoC發(fā)展，作為平臺提供商的FPGA供應商就不僅需要提供硬件，還需要更加關(guān)注軟件和應用，而這都需要借助生態(tài)系統：不僅包括賽靈思自己的客戶(hù)支持團隊，還有第三方開(kāi)發(fā)商網(wǎng)絡(luò )，大學(xué)計劃以及初創(chuàng )公司等。

　　FPGA走向SoC和專(zhuān)用化，也表明了傳統的軟件可編程和硬件可編程正走向融合。Bolsens也認同這種趨勢。Bolsens對《國際電子商情》記者指出：“是的，未來(lái)軟、硬件可編程性最終會(huì )合到一起，這也是我們賽靈思后面發(fā)展的焦點(diǎn)之一。我們提供基于C的FPGA設計五金|工具，以及投資非常多的第三方合作伙伴，也就是讓客戶(hù)最后用FPGA的時(shí)候，感覺(jué)就好像在使用軟件一樣?！?/P>

　　他還指出，三網(wǎng)融合/三重播放(TriplePlay)是未來(lái)FPGA最好的機會(huì )，包括用于基礎設施的高性能Virtex系列，以及用于客戶(hù)端的低成本Spartan系列。他解釋說(shuō)，數字信號處理(處理數據)、包處理(傳輸數據)和海量計量(分析數據)是讓TriplePlay實(shí)現的三大關(guān)鍵技術(shù)，而這剛好是提供強大DSP功能、互聯(lián)功能以及運算功能的FPGA優(yōu)勢所在。他笑道：“未來(lái)可能每一個(gè)電子產(chǎn)品中都有一個(gè)FPGA，你可能沒(méi)有意識到自己正在使用FPGA?！?/P>