FPGA技術(shù)的優(yōu)劣勢分析
盡管FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)從誕生至今只有20多年的歷史,但作為一個新興產(chǎn)業(yè),FPGA已經(jīng)取得了輝煌的成就。8月28日,在成都“2009中國FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上,FPGA企業(yè)的代表、系統(tǒng)企業(yè)的代表、市場調(diào)研公司的分析師以及關(guān)注FPGA產(chǎn)業(yè)的各界人士共聚一堂,熱烈探討FPGA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢。
本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/236358.htm靈活性凸顯FPGA優(yōu)勢
從工藝技術(shù)來看,和CPU一樣,FPGA始終走在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的前列,如今已躋身40納米陣營;就應(yīng)用領(lǐng)域而言,FPGA已從最初的通信領(lǐng)域向各行各業(yè)擴展。在美國賽靈思公司亞太區(qū)市場及應(yīng)用總監(jiān)張宇清看來,市場的迅速變化、企業(yè)對成本和資金投入的控制以及技術(shù)的創(chuàng)新是FPGA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的3大推動力。在本次論壇的專題演講中,張宇清表示,FPGA的可編程特性使得該器件具有獨特的靈活性,可以幫助系統(tǒng)廠商在最短的時間內(nèi)推出產(chǎn)品并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;隨著工藝的進步,ASIC產(chǎn)品所需的NRE(一次性工程)成本越來越高,受企業(yè)研發(fā)資金的約束,ASIC在很多市場領(lǐng)域已被FPGA取代。
同時,FPGA廠商也致力于為客戶提供更全面的服務(wù)。來自Altera公司亞太區(qū)的DSP高級技術(shù)專家王水表示,FPGA廠商提供給客戶的不僅僅是簡單的芯片,而且要包括功能非常強大的IP,還要有非常完善的參考設(shè)計,另外,還要為客戶提供非常專業(yè)的技術(shù)支持。
Actel公司亞太區(qū)技術(shù)經(jīng)理兼高級市場應(yīng)用工程師戴夢麟則向與會人士介紹了面向低功耗需求的圖形化設(shè)計方案———MPM(混合信號電源管理)。該方案基于Actel公司獨特的具備模擬功能的FusionFPGA,整個方案無需重新編程,在明顯提高整體電源管理效率的同時也提高了工程師的工作效率。
不過,FPGA在應(yīng)用中的不足之處也比較明顯。即便是來自FPGA企業(yè)的人士也承認(rèn),如果僅就單個芯片的成本而言,FPGA是不占優(yōu)勢的,這就不利于其在大規(guī)模應(yīng)用中的推廣;此外,功耗問題也是制約FPGA產(chǎn)業(yè)快速成長的一個因素。
消費市場重在快速反應(yīng)
全球主流半導(dǎo)體廠商在消費電子領(lǐng)域的競爭早已是刺刀見紅,而在該領(lǐng)域,FPGA還是一個新兵。張宇清表示,FPGA在消費電子產(chǎn)品中應(yīng)用的瓶頸在于成本和功耗,如果跟ASIC比拼的話,還是有一定距離的,盡管這種差距在不斷縮??;另外,在消費電子領(lǐng)域,FPGA和ASIC都還要面對ASSP的挑戰(zhàn)。
基于FPGA的設(shè)計能幫助終端產(chǎn)品縮短上市時間,這使得FPGA在消費電子領(lǐng)域有更多的應(yīng)用。據(jù)張宇清介紹,在LCDTV領(lǐng)域,一些日本和韓國廠商在推出40英寸以上的LCDTV的時候,其第一代產(chǎn)品往往是用FPGA來做主芯片的。利用FPGA的可編程特性還有一個好處就是可以降低庫存,系統(tǒng)廠商用同樣的PCB,可以支持全世界不同的市場需求和功能,每一次配置都可以實現(xiàn)不同的功能。
四川虹微技術(shù)有限公司應(yīng)用開發(fā)組經(jīng)理高君效也認(rèn)為,FPGA在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用,其最重要的優(yōu)點體現(xiàn)在一個“快”字。他表示,隨著市場的細(xì)分,終端企業(yè)要保持較高的毛利率就必須盡快地?fù)屨际袌觯駝t就會面臨破產(chǎn)。
而FPGA具有開發(fā)周期短的特點,這對于終端企業(yè)而言是很有吸引力的。
對于FPGA在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用,高君效強調(diào)的另外兩個字是“服務(wù)”。他認(rèn)為,服務(wù)在消費電子市場是一個非常重要的環(huán)節(jié),FPGA廠商不僅要幫助客戶快速推出產(chǎn)品、推出方案,也要幫助客戶的客戶考慮問題,讓客戶的客戶覺得生產(chǎn)比較方便、靈活而且實用;另外,FPGA廠商也應(yīng)該想辦法幫助那些設(shè)計能力不是很強的客戶,讓他們快速地定位自己的終端產(chǎn)品,并且能夠快速地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的問題所在,同時提出維修的建議。這樣,FPGA產(chǎn)品就會在競爭的天平中獲得更重的砝碼。
通信應(yīng)用謹(jǐn)防黃雀在后
通信領(lǐng)域一向是FPGA應(yīng)用的主戰(zhàn)場,曾經(jīng)占FPGA整體市場份額的80%以上;隨著FPGA應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,這一比例有所下降,但仍然維持在50%左右。可見,通信領(lǐng)域是FPGA主流企業(yè)的必爭之地。事實上,對通信設(shè)備廠商而言,他們的選擇不僅僅是FPGA,ASIC和通用的CPU/DSP也是頗有競爭力的選項。中興通訊IC總工程師陳月峰表示,在通信設(shè)備中,這3種產(chǎn)品的使用量基本是接近的,在不同的需求中各有側(cè)重。
陳月峰認(rèn)為,與ASIC相比,FPGA的開發(fā)周期非常短,非常適合需要快速推向市場的產(chǎn)品;跟通用CPU和DSP相比,在需要高帶寬數(shù)據(jù)處理的領(lǐng)域,FPGA更能體現(xiàn)它的優(yōu)勢。在通信領(lǐng)域,協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的演進趨勢對FPGA也比較有利。“一般來說,在協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)演進前期,協(xié)議變化非常劇烈,通信設(shè)備廠商會傾向于選擇FPGA;到協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)演進后期,協(xié)議相對比較穩(wěn)定,就會采用ASIC。”陳月峰在演講中表示,“現(xiàn)在的趨勢越來越趨向于多標(biāo)準(zhǔn)演進,無論是無線通信還是有線通信,單一制式和單一標(biāo)準(zhǔn)的演進都已經(jīng)基本不存在了,所有都是多標(biāo)準(zhǔn)演進。由于多標(biāo)準(zhǔn)演進的時間不是同步的,所以FPGA的應(yīng)用范圍就不斷擴大,而ASIC的應(yīng)用范圍就日益縮小。另外,通信產(chǎn)品個性化定制的需求越來越強烈,產(chǎn)品要求多樣化。設(shè)備廠商的每一個產(chǎn)品針對某個客戶都會有一些定制的需求。由于FPGA具有可編程的特色,靈活性很強,所以一般會被作為首選。”
在通信領(lǐng)域,FPGA的應(yīng)用也面臨不少威脅,多核DSP/CPU的應(yīng)用就是一個有力的挑戰(zhàn)者。據(jù)陳月峰介紹,目前TI、飛思卡爾等公司在多核DSP里集成了很多硬件加速單元,同時其DSP的頻率也越來越高,這種趨勢使得通信廠商可以把一些核心功能放到DSP中去處理,只把一些高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ苡?/span>FPGA來實現(xiàn),FPGA在通信核心功能的應(yīng)用市場縮小,而被擠壓的部分恰好是中高端FPGA產(chǎn)品;其次,SoC的應(yīng)用推動內(nèi)嵌CPU/DSP核的ASIC開發(fā),多核CPU/DSP架構(gòu)加硬件加速器的架構(gòu)同樣可以在ASIC中實現(xiàn),雖然其DSP的功能比高端DSP產(chǎn)品弱,但也能滿足通信設(shè)備廠商的需求;另外,介于FPGA和ASIC之間的技術(shù)的結(jié)構(gòu)化ASIC(eASIC)也利用其開發(fā)周期短和成本低的優(yōu)點開始擠占低成本FPGA的市場。
fpga相關(guān)文章:fpga是什么
評論