FPGA或將成為電子系統(tǒng)制造商救命利器
FPGA的成本優(yōu)勢并不限于原始設計。在FPGA中轉換和重新實現(xiàn)過時的ASSP產品,FPGA同樣顯示出其成本優(yōu)勢。 將現(xiàn)有設計或升級后的設計轉換為FPGA,開發(fā)人員將會發(fā)現(xiàn)隨工藝節(jié)點的發(fā)展,產品的更新?lián)Q代更容易。 采用可編程架構,通過增加新的功能能夠大幅延長最終產品的實際貨賀壽命。
特別是在消費產品等快速變化的市場中,技術驅動以及通用接口或處理標準技術的應用非常明顯。在這些市場中采用FPGA能夠更好地體現(xiàn)出FPGA的另一個優(yōu)勢。 盡管在某些基于陣列和單元的技術中也有可重用IP內核,但其更適用于FPGA產品,并且更容易擴展應用于不同產品線。 這樣系統(tǒng)設計部門一方面可以解決不斷攀升的設計復雜性難題,同時還可以為系列產品中的每種產品都提供豐富的特色。
市場需求的快速變化也進一步突破了PFGA的實力和優(yōu)勢。 當前的時代,其標志就是產品生命周期大大縮短,市場窗口更為窄小。而與傳統(tǒng)ASIC相比,F(xiàn)PGA產品需要的開發(fā)時間更短。 例如,在消費領域,平均產品壽命原來是3到5年,而現(xiàn)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,此前長達20年的典型產品生命周期現(xiàn)在也縮短到10年或更短。 易變的終端用戶興趣和需求所帶來的挑戰(zhàn)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能夠在產品生命周期過程中對其進行修改。
事實上,消費市場產品(如LCD顯示和機頂盒等)開發(fā)的不確定性幾乎使得FPGA成為產品中必需使用的器件。 除了焦點 群 體 和一對一消費調查研究以外,系統(tǒng)生產商發(fā)現(xiàn)很難提前預測6個月或6年后的產品升級要求。 因此,許多生產商開發(fā)產品時都是基于通用的低成本FPGA解決方案也開發(fā)一組核心功能。 利用FPGA作為實現(xiàn)功能差異化(如協(xié)議支持和圖像處理)的關鍵單元,生產商現(xiàn)在擁有了更大的靈活性,能夠在開發(fā)過程中進行修改并隨時滿足不斷出現(xiàn)的新市場需求。
賽靈思勢在必行
通過新推出的Virtex-6 和 Spartan-6 FPGA系列,賽靈思公司幫助設計人員解決產品差異化勢在必行的要求,幫助他們在降低企業(yè)風險的同時, 更高效地工作。 新推出的這些產品充分發(fā)揮了先進半導體技術的性能和成本優(yōu)點,可幫助系統(tǒng)設計人員滿足全球市場對更高帶寬和更高性能永無止境的追求。
賽靈思發(fā)現(xiàn),F(xiàn)PGA擴展進入新的垂直市場的關鍵是有適用的目標設計平臺(targeted design platforms)。 這些平臺并不僅僅是硬件開發(fā)套件,而是包括了由賽靈思公司及其第三方合作伙伴網絡所開發(fā)的第三方IP內核,以及軟件套件。因此能夠大大方便開發(fā)過程。 賽靈思FPGA 是目標設計平臺的核心。其中新推出的Virtex-6 和 Spartan-6器件容量比前一代產品翻了一翻,系統(tǒng)成本可降低多達50%,功耗則可降低多達65%。 然而,只有將硬件和軟件及IP完美地結合起來,設計人員才能夠在垂直市場上充分體現(xiàn)基于FPGA的系統(tǒng)開發(fā)所能夠提供的全面價值,同時才能夠集中精力開發(fā)從終端用戶角度來看真正能夠體現(xiàn)產品差異的功能。
因此,如果希望在采用FPGA架構進行設計時一次取得成功,目標設計平臺就變得至關重要。 新的目標設計平臺開發(fā)環(huán)境包括: 1)基本平臺,包括FPGA器件、基本開發(fā)板和經過認證的設計環(huán)境;2)面向領域優(yōu)化的平臺,增加了專門用于嵌入式處理、DSP或邏輯/連接功能的軟件和子卡;以及3)市場專用平臺,包括針對汽車、視頻和通信等專門領域的接口、IP內核和軟件。
設計環(huán)境本身的改進以及“可插接IP”(“socketable IP”)策略的實施使得這些平臺能夠保證在實際設計應用中順利實現(xiàn)從設計概念到片上系統(tǒng)(SoC)實現(xiàn)之間的整個流程。 目標設計平臺以及Virtex-6 和 Spartan-6系列FPGA在架構方面的改進還進一步支持了以處理器為中心(processor-centric)的架構,在FPGA中以SoC方式實現(xiàn)處理器功能。
賽靈思堅信SoC是未來硬件實現(xiàn)的標準方式,能夠實現(xiàn)更高的器件集成、更高的速度、更小的封裝和測試成本以及更高的系統(tǒng)可靠性。 相應地,這也會導致最終產品總體成本更低。 在單個器件中集成處理器和外圍邏輯還進一步簡化了板級布局,并減少了高速信號板上走線的數量。 采用以處理器為中心的SoC進行設計可提高總體設計的速度,同時更為靈活的子系統(tǒng)可方便設計修改和升級。
在FPGA供應商中,賽靈思占有主導性的市場份額,其較高的客戶滿意度也保證了其市場主導地位不會被蠶蝕。 在前面引述的Piper Jaffray/EE Times研究中,賽靈思幾乎在每個類別中用戶滿意度都處于領先地位,通常比最近的競爭廠商高20%甚至更多。 在調查中,設計人員認為“可靠性”是選擇FPGA時的最重要因素,其次依次是上市時間、供應商支持,EDA工具質量、設計失敗和驗證失敗的(低)風險等。 調查結果顯示賽靈思公司在所有這些指標方面都是最高的。
在密度和性能競賽中,賽靈思的技術發(fā)展路線保證新一代FPGA將基于40nm工藝,能夠為設計人員提供工藝尺寸更小的產品和更豐富的功能IP內核。 但這僅僅是整個故事的一半。 賽靈思堅信未來10年FPGA將是服務于半定制(semi-custom)應用的最佳可編程平臺。 FPGA的角色是可編程技術勢在必行的核心,而賽靈思Virtex-6 和 Spartan-6 FPGA更是為電子系統(tǒng)生產商提供所需要的平臺和設計方法的核心。這些產品和設計平臺將可幫助電子系統(tǒng)生產商在更具挑戰(zhàn)性的商業(yè)和技術環(huán)境中保持競爭優(yōu)勢。
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