FPGA的SoC和專(zhuān)用化趨勢(shì)
過(guò)去一年中,FPGA巨頭賽靈思(Xilinx)在中國(guó)大舉構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng),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(guó)電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新”的在華發(fā)展戰(zhàn)略,主要內(nèi)容包括加強(qiáng)客戶(hù)支持力度、建立良好生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、投資新興半導(dǎo)體公司以及培養(yǎng)未來(lái)工程設(shè)計(jì)人才,拉開(kāi)了賽靈思在中國(guó)大舉擴(kuò)張的序幕。
隨后,賽靈思宣布設(shè)立了金額達(dá)7500萬(wàn)美元的亞太區(qū)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(yīng)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(xùn)基地和FPGA創(chuàng)新中心。不久前,首屆“Xilinx杯中國(guó)高校開(kāi)放源碼硬件創(chuàng)新大賽”在國(guó)內(nèi)高校拉開(kāi)了帷幕。此外,賽靈思還在華設(shè)立專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室,加大亞太及中國(guó)市場(chǎng)低成本、大批量應(yīng)用開(kāi)發(fā)力度。
除了好象其它半導(dǎo)體公司一樣對(duì)中國(guó)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(guó)大舉構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)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(yīng)用范圍越來(lái)越廣,F(xiàn)PGA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(xiàn)融合。為此,F(xiàn)PGA供應(yīng)商正向平臺(tái)提供商轉(zhuǎn)型。而對(duì)于平臺(tái)提供商來(lái)說(shuō),一個(gè)強(qiáng)大生態(tài)系統(tǒng)的意義是,一是可以不斷發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用,二是能夠?yàn)檫@些新應(yīng)用提供系統(tǒng)級(jí)的解決方案。
IvoBolsens:FPGA正前所未有地進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是消費(fèi)電子領(lǐng)域
“FPGA正前所未有地進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是消費(fèi)電子領(lǐng)域,我最重要的工作就是引入對(duì)賽靈思未來(lái)遠(yuǎn)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(duì)《國(guó)際電子商情》記者表示。
他進(jìn)一步解釋說(shuō),我們的挑戰(zhàn)就是各種各樣FPGA創(chuàng)新應(yīng)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(gòu)建一個(gè)更強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng),而大學(xué)和初創(chuàng)公司在開(kāi)發(fā)新技術(shù)和新應(yīng)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(yǎng)的掌舵手,并領(lǐng)導(dǎo)賽靈思研究實(shí)驗(yàn)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(fù)責(zé)賽靈思的大學(xué)計(jì)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(yīng)用,表明了賽靈思對(duì)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)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?yàn)榧夹g(shù)和工藝進(jìn)步持續(xù)提升FPGA的價(jià)值。Bolsens介紹說(shuō),自1990年來(lái),F(xiàn)PGA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(yù)計(jì)到2010年,F(xiàn)PGA在價(jià)格上還會(huì)繼續(xù)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,F(xiàn)PGA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(xiàn)一個(gè)32位的處理器,那么相當(dāng)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(tǒng)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(yīng)用提供更高的性能。Bolsens對(duì)《國(guó)際電子商情》記者表示:“確實(shí)是如此,F(xiàn)PGA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(shì)。不過(guò),和同類(lèi)方案相比,F(xiàn)PGA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(shì),利用系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)(SiP)實(shí)現(xiàn)“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(chǔ)器、通用接口、混合信號(hào)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商一起開(kāi)發(fā)虛擬SoC,但不愿意透露進(jìn)一步詳情。
FPGA廠商向平臺(tái)提供商轉(zhuǎn)型
正是因?yàn)镕PGA的功能越來(lái)越強(qiáng),Bolsens指出,很多客戶(hù)可以直接拿我們的FPGA做非常復(fù)雜的SoC,不用擔(dān)心IC設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題,而把主要精力放在架構(gòu)設(shè)計(jì)、IP、系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)驗(yàn)證等核心競(jìng)爭(zhēng)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(zhuǎn)變,傳統(tǒng)上系統(tǒng)廠商采用FPGA,需要自己完成設(shè)計(jì)定義和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),而隨著FPGA廠商可以提供平臺(tái)化的方案,系統(tǒng)廠商只需要專(zhuān)注設(shè)計(jì)定義,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)由FPGA廠商完成。
FPGA產(chǎn)業(yè)這種發(fā)展趨勢(shì),體現(xiàn)在賽靈思的發(fā)展戰(zhàn)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(yīng)用;二是在市場(chǎng)層面,通過(guò)降低成本和功耗,使FPGA從現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)/計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)、醫(yī)療和軍事擴(kuò)展到消費(fèi)電子、汽車(chē)和電池供電設(shè)備;三是在產(chǎn)品上,由標(biāo)準(zhǔn)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)線和流量管理),以及針對(duì)一些市場(chǎng)定制平臺(tái)(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?qū)S没蚐oC發(fā)展
盡管目前通訊應(yīng)用仍占據(jù)賽靈思公司收入近一半,但Bolsens強(qiáng)調(diào)消費(fèi)電子等未通訊業(yè)務(wù)的成長(zhǎng)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(fù)合增長(zhǎng)率約為4%,而非通訊業(yè)務(wù)約為30%!他還表示,除了CPLD外,F(xiàn)PGA也將漸漸地用于電池供電的設(shè)備中,首先是那些比較復(fù)雜的設(shè)備,如高端攝像機(jī)。
由于FPGA向?qū)S没蛷?fù)雜SoC發(fā)展,作為平臺(tái)提供商的FPGA供應(yīng)商就不僅需要提供硬件,還需要更加關(guān)注軟件和應(yīng)用,而這都需要借助生態(tài)系統(tǒng):不僅包括賽靈思自己的客戶(hù)支持團(tuán)隊(duì),還有第三方開(kāi)發(fā)商網(wǎng)絡(luò),大學(xué)計(jì)劃以及初創(chuàng)公司等。
FPGA走向SoC和專(zhuān)用化,也表明了傳統(tǒng)的軟件可編程和硬件可編程正走向融合。Bolsens也認(rèn)同這種趨勢(shì)。Bolsens對(duì)《國(guó)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(shè)計(jì)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(jī)會(huì),包括用于基礎(chǔ)設(shè)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(shù)字信號(hào)處理(處理數(shù)據(jù))、包處理(傳輸數(shù)據(jù))和海量計(jì)量(分析數(shù)據(jù))是讓TriplePlay實(shí)現(xiàn)的三大關(guān)鍵技術(shù),而這剛好是提供強(qiáng)大DSP功能、互聯(lián)功能以及運(yùn)算功能的FPGA優(yōu)勢(shì)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(shí)到自己正在使用FPGA?!?/P>
評(píng)論