拓寬消費電子應用 FPGA市場風生水起
FPGA市場雖然只有幾大“玩家”，但也不乏熱鬧。Altera公司繼去年底宣布收購Avalon公司之后，又于近日發布28nm高中低端全系列產品。賽靈思則在前不久的CES展上推出Consumer Video Kit消費視頻套件2.0版本后，近日又宣布收購高層綜合技術領先公司美國AutoES公司，而Lattice(萊迪思)也高調宣布推出HDR高清攝像機開發套件，加快布局安防市場，這些舉動除了為他們提升市場占有率加碼外，也預示著FPGA市場新的發展潮流。 28nm FPGA滿足多元化需求 針對不同應用，通過工藝、收發器、架構、系統IP來組合。 Altera推出的28nm全系列產品可更好地適應客戶多元化需求。“我們不可能采用同樣的工藝來針對所有應用，或者說對于所有應用采用同樣的架構。我們的策略就是針對不同應用，通過工藝、收發器、產品體系架構、系統IP來靈活‘組合’。”Altera高端FPGA產品市場高級總監David Greenfield向《中國電子報》記者表示。 而其中的關鍵在于工藝。David Greenfield介紹，因中低端應用重點考慮功耗和成本，因而Altera低端Cyclone系列和中端Arria系列選擇28nm LP(低功耗)工藝，而高端應用對于性能和速度有非常高的要求，采用28HP(高性能)工藝技術可實現高端應用所需的內核和收發器性能，因此Stratix V系列和HardCopy V系列采用28nm HP工藝。他還強調指出，HP工藝相比于其他工藝可實現30%的性能優勢，而LP工藝則更易于生產，同時對于功耗和成本可達到更好的平衡。 在收發器、產品體系架構、IP方面Altera也是有備而來。David Greenfield介紹說：“在收發器方面，Altera的28nm器件支持速率從600Mbps到28Gbps的收發器。在產品體系結構方面，提供優化的片內存儲器以及硬核和軟核存儲器控制器，以支持所需應用的帶寬、功耗和成本需求，同時還提供性能優化的高端、中端和低成本I/O接口。為了讓客戶能夠最大限度地實現差異化，在IP方面，Altera增強了多種系統級IP，如PCIe Gen2 x1和x4、40G/100G和100 Gigabit以太網等。”他還進一步指出，Altera在前段時間收購的Avalon公司在靈活的光傳送網(OTN)IP方面處于業界領先地位，收購之后，Altera可定制IP解決方案將拓展至OTN應用，支持1.2G、2.5G和10G以及40G和100G的數據速率，可助力客戶盡快將下一代光網絡產品推向市場。 在業界關心的供貨時間方面，David Greenfield表示，Stratix V系列會在今年第一季度供貨，ArriaV系列將在第四季度供貨，Cyclone V系列將在明年供貨。值得一提的是，Altera已向市場付運的高端28nm Stratix V系列FPGA工程樣片在性能方面得到了進一步提升：一是收發器最大數據速率增加到了14.1 Gbps，可支持新的光纖通道協議，滿足OTN(光傳送網)需求。二是密度提高到了1.1M邏輯單元(LE)，進一步提高了集成度。因而它可滿足多種寬帶應用需求，如高級LTE基站、高端RF卡和軍用雷達等。 拓寬3D電視和安防市場 消費視頻套件和攝像機開發套件滿足3D電視、安防需求。 3D電視市場風生水起，而3D電視的OEM制造商面臨日益縮短的上市進程以及層出不窮的新標準，不能坐等標準的發展和成型。并且，三網融合、云計算和消費電子產品不斷提高的帶寬需求成為消費電子發展最大的趨勢，比如3D和超高清的帶寬需求目前達到全高清標準的100多倍。為應對這一挑戰，賽靈思最新Consumer Video Kit 2.0消費視頻套件在“更新”后浮出水面。據介紹，它為數字電視制造商提供了一款靈活的平臺，可加快視頻算法開發，支持包括HDMI 1.4a、V-by-One HS等在內的最新標準，設計人員可用其在開發階段在芯片上進行仿真視頻算法，然后轉入量產階段，而不必擔心視頻接口基礎架構的編碼問題，而后者對3D開發至關重要。 另一方面，安防電子市場也在釋放新的能量。有資料顯示，中國安防電子產品收入增長快速，將從2010年的5000多萬美元躥升至2013的7000多萬美元，而攝像機占中國安防市場電子產品收入的37%。萊迪思半導體市場營銷部總裁Douglas Hunter介紹，因為要處理更多的數據以及要求更高的處理能力，攝像機制造商正在尋求更高的像素密度和高動態范圍（HDR），這帶動了對HDR攝像機的需求，傳統的解決途徑如DSP、ASIC以及ASSP此時則顯得有些“心力不逮”。萊迪思針對此需求發布了HDR-60攝像機開發套件。 萊迪思半導體公司高級產品營銷經理Niladri Roy向《中國電子報》記者介紹說，其HDR-60攝像機開發套件預載入了萊迪思合作伙伴Helion GmbH帶有即插即用的評估版圖像信號處理(ISP)流水線的IP核，其優勢在于提供了業界最快的自動曝光、高于120dB的系統動態范圍、高效的自動白平衡和2D降噪功能，并可通過同軸電纜實現以太網傳輸。并且，萊迪思的攝像機開發套件在FPGA中都使用流模式而無需外部幀緩沖器，實現了超低延遲并進一步降低了系統成本。 而這一切需要“仰仗”萊迪思的ECP3—35或者ECP3-70 FPGA。Douglas Hunter強調指出，“如果客戶不需要加入自己的IP，就可以使用萊迪思的ECP3-35。而如果客戶采用ECP3-70進行設計，則可提供更多的余地，如可添加H.264編解碼器，視頻分析IP和客戶自己的IP等，從而進一步提高靈活性和差異性。” 目前市場上有三家提供基于FPGA的HDR套件，第一家報價為1400美元，第二家報價為700美元，而萊迪思的報價只有399美元。萊迪思開發套件的價格優勢和性能優勢均十分明顯。 向系統設計方法邁進 C、C++、SystemC和MATLAB得到了最廣泛的使用。 隨著FPGA的更新換代、推陳出新，FPGA工具在改進綜合運行時間、編譯時間以及布局布線算法方面取得重大進步。不過，上述進步基本沒有體現在嵌入式軟件方面。為彌補這一“缺口”，David Greenfield介紹，Altera 28nm器件系列將由Quartus II開發平臺提供支持，而Quartus II平臺針對嵌入式設計引入了一個新的Qsys系統級集成工具，設計人員能夠迅速方便地面向ARM、MIPS、Nios II、Atom開展設計，提高結果質量，實現高效能。今年內Quartus II開發平臺將增加對Arria V和Cyclone V系列28nm FPGA的支持。 此外，利用在FPGA上手工編寫的RTL代碼針對要求較高的應用，能實現相對較出色的結果質量，不過生產力較低，而在DSP上實現的應用雖然生產力較高，但結果質量卻相對較差。對于很多系統設計人員來說，到底是采用DSP還是FPGA，開發時間是一個關鍵因素，而采用高層綜合工具的新方法在很大程度上能避免這一問題。而且，為適應可編程平臺的復雜性以及滿足多樣化應用要求，設計抽象已由組件級的HDL(VHDL/Verilog)上升到系統級，C、C++、SystemC和MATLAB得到了最廣泛的使用。 賽靈思謀而后動，宣布收購高層綜合技術領先公司美國AutoES設計科技有限公司。AutoESL公司的旗艦高層綜合工具AutoPilot支持所有高層綜合技術(HLS)廠商所慣用的C、C++和SystemC語言。在收購之后，賽靈思將能夠更好地滿足客戶對工具日益提高的需求，支持電子系統級(ESL)設計方法，滿足當今FPGA領域復雜的設計需求。 |
