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近日，FPGA主要廠商之一賽靈思公司推出領域目標設計平臺（參加賽靈思同時推出六大領域優(yōu)化開發(fā)套件），旨在幫助開發(fā)人員在FPGA 設計時專注于產(chǎn)品創(chuàng)新與差異化，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。賽靈思全球營銷與業(yè)務發(fā)展產(chǎn)品營銷總監(jiān)Brent Przybus和亞太區(qū)市場與應用總監(jiān)張宇清專程來到北京，向媒體介紹賽靈思公司和FPGA的發(fā)展狀況，以及領域目標設計平臺如何簡化設計、縮短開發(fā)時間。 張宇清介紹說，F(xiàn)PGA可編程的應用領域非常廣泛。除了工業(yè)、通信和消費類傳統(tǒng)領域以外，還有一些新的領域。如綠色IT，很多太陽能控制等項目開始在使用FPGA；云計算是一個熱門話題，如果要提升計算能力，單單提升總頻已經(jīng)不夠了，這恰恰為FPGA的發(fā)展提供了空間。 
圖一：FPGA進入新的應用領域 賽靈思公司成立于1984年，迄今已有25年歷史，當前市場份額超過51%，與去年持平，張宇清稱這個數(shù)目比業(yè)界其他所有FPGA廠商的總合還要多。賽靈思的專利數(shù)已經(jīng)從去年的1300多項增加到現(xiàn)在的超過2000項，超過2萬個客戶。工藝方面，目前賽靈思65納米線寬產(chǎn)品超過98%，45納米的Virtex-6是業(yè)界第一個45納米FPGA。張宇清稱，現(xiàn)在基本確定未來五年不大會有其他公司推出45納米的產(chǎn)品，所以Virtex-6是唯一一個45納米的低成本FPGA。 單就FPGA來說，賽靈思的市場份額高達53%，亞太地區(qū)（包括中國）占整體營收的35%，這個比重超過以往任何時期，與北美地區(qū)相同。從市場分布來看，通信占46%，工業(yè)和其他占31%。Virtex-6和Spartan-6是最新一代的器件，從下個月開始量產(chǎn)。Virtex-6是高端器件，Spartan-6是大批量的器件。 傳統(tǒng)上，F(xiàn)PGA一般都應用于比較小的市場。FPGA未來的任務就是占領主流市場。目前FPGA的主要應用領域如圖2所示，主要集中在通信、工業(yè)、數(shù)據(jù)處理、汽車和消費等終端市場。
圖2：FPGA的終端應用市場 張宇清介紹說，賽靈思是第一家針對設計人員推出FPGA軟件的公司。過去，所有的設計人員使用相同的軟件，無論是DSP工程師、軟件工程師還是系統(tǒng)工程師，他們使用的都是同一個軟件。賽靈思現(xiàn)在推出門針對邏輯設計人員而設置的軟件、針對嵌入式設計人員的軟件、針對DSP算法開發(fā)人員的軟件，他們不需要了解太多的FPGA的架構(gòu)，但是依然能夠做FPGA設計。然后是系統(tǒng)集成工程師，他可能為了完成整個系統(tǒng)的集成必須了解每一個領域，無論是嵌入式還是DSP。最后是針對軟件開發(fā)人員，他們一般比較熟悉C語言而不是HDL語言，使用賽靈思新的軟件，他們也可以發(fā)揮他們的設計能力。 目標設計平臺是賽靈思于今年2月份提出的一個理念。目標設計平臺與通常的參考設計、開發(fā)板不同，它能夠讓設計人員更接近他的實際設計內(nèi)容。有了這個平臺，設計人員僅需花30%的時間做FPGA設計，而把大部分時間用于差異化設計，讓客戶有更多的時間專注于產(chǎn)品創(chuàng)新，縮短設計時間。 FPGA領域在不斷擴張，最大的原因也是因為先進的工藝成本不斷提高，造成結(jié)果是，必須有非常大的市場支持才能使巨額投資得到有效回報。所以，目前除手機等幾個特大應用領域之外，其他領域越來越多地轉(zhuǎn)向FPGA。標準芯片是FPGA非常強大的競爭對手，但張宇清認為兩者的互補性多于競爭。 張宇清說，可編程邏輯可以幫助中國公司的創(chuàng)新。當中國的客戶使用定制芯片的時候，IP核掌握在國外公司手里；但如果使用FPGA的話，這些IP核是屬于中國公司的。作為創(chuàng)新平臺，F(xiàn)PGA非常有效、非常實在，因為它可以用最先進的工藝讓好的設計理念迅速得以實現(xiàn)，降低了國內(nèi)中小客戶的風險，讓這些中小設計公司得以健康發(fā)展。 賽靈思6月份的時候推出目標設計平臺的基礎平臺。所謂基礎平臺是指這個平臺可以支持廣泛的應用�，F(xiàn)在推出的是專用領域的目標設計平臺，分別針對DSP、嵌入式和連接這三個專用領域。這個平臺的優(yōu)勢在于，它讓一些以前沒有用過FPGA的人可以接觸到FPGA。連接和嵌入式套件已經(jīng)推出，DSP套件將于明年1月份推出。 這些專用套件盒子里包括FPGA、FMC或嵌入式設計和一個演示設計。盒子里還包括軟件套件，可以支持不同的開發(fā)流程，嵌入式或者高速連接的。跟以往賽靈思所推出的參考設計或6月份推出的基礎平臺不同，這次整個參考設計更接近最終產(chǎn)品本身，或者說客戶可以直接把這個參考設計量產(chǎn)。它是非常接近量產(chǎn)的一種參考設計。 這些套件包含完整的文檔、源代碼和IP核。兩個套件分為高端的Virtex-6（紅色的盒子）和Spartan-6（藍色的盒子）。針對不同應用（如無線電、工業(yè)控制、車載等）都可以使用嵌入式環(huán)境，其中Virtex-6是LX240T，Spartan-6是LX45T。下圖為嵌入式目標參考設計的框圖，綠色部分是硬核，咖啡色部分是它所帶IP軟核，每一個軟核都可以支持應用，但是也少不了一個處理器，它支持不同的操作系統(tǒng)，不論是硬件還是軟件的開發(fā)工程師，都可以開盒即用，拿到盒子就可以馬上做設計了。
圖3：嵌入式目標參考設計 Przybus先生介紹了一個實際案例。這是一家開發(fā)通信產(chǎn)品的印度客戶，他們要做一個報頭壓縮功能，他們過去用處理器來實現(xiàn)，后來發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)量太大，系統(tǒng)已經(jīng)不堪重負。于是他們來找賽靈思，希望通過FPGA來實現(xiàn)。 嵌入式設計目標設計平臺讓他們使用FPGA如同使用定制芯片一樣。下圖右邊是賽靈思提供的參考設計，左邊黃色部分是客戶自己的一個創(chuàng)新設計。他們可以不需要去做我們提供的處理器的部分，而專注他們設計的部分，這樣可以將他們整個設計周期縮短兩個月。如果用傳統(tǒng)的做法，他們必須要做處理器的初始化，然后才能開發(fā)軟件。在嵌入式目標設計平臺支持下，他們可以馬上進行軟件的設計。
圖4：采用嵌入式設計目標設計平臺加速產(chǎn)品開發(fā) 連接的套件跟嵌入式套件非常相似的。連接目標套件有一個設計模塊，當中有賽靈思提供的設計，也有賽靈思的伙伴西北邏輯公司提供的。西北邏輯提供DMA部分，這個重要的IP核與連接的IP核共同提供一個完整的PCIe協(xié)議�；赩irtex的一個千兆以太網(wǎng)的橋接當中就有該公司提供的IP核，客戶設計的時候可以借助這個目標設計平臺，不需要購買IP，直接采用參考設計就可以了（量產(chǎn)時需付費）。 Przybus做了一個演示。設想一個不具備FPGA知識的人，他用處理器做機頂盒的設計，今天剛剛買來這個盒子。他打開盒子之后看到里面有的簡單介紹，告訴他怎么連接這個板子。他把這個板子直接接到電視上（不通過計算機）。計算機跟板子之間有一條以太網(wǎng)線，模擬電腦是通過上網(wǎng)來連接的。在板子上有一個服務器，鍵入這個服務器的IP地址就可以訪問它了。這塊板子就像網(wǎng)絡的服務器。FPGA充當網(wǎng)絡服務器的功能，代替處理器。一般來說FPGA是要經(jīng)過配置才能啟動，但這個人不懂FPGA，他只要打開就可以應用了。 賽靈思提供的開發(fā)軟件支持軟件工程師常用的C語言。在賽靈思提供的軟件里，不單看到傳統(tǒng)HDL語言，也可以看到C語言原代碼。如果軟件開發(fā)人員不懂得HDL語言，他可以直接修改C語言的部分，然后他可以直接在板子上，通過FPGA操作看到修改的結(jié)果。 傳統(tǒng)硬件工程師也可以方便地使用這個平臺。硬件工程師熟悉模塊。賽靈思的開發(fā)界面有很多模塊和線路圖。傳統(tǒng)的做法需要寫一個代碼，把它生成到FPGA里面，然后看結(jié)果對不對。現(xiàn)在不用這樣了。比如他要增加一個接口，他把想要的接口直接拉過來就可以了，兩秒之后加載完畢，然后定制接口，在板子上連接到什么地方，你打開一個圖，整個FPGA作為一個處理器，跟周圍接口一個界面實際看到的情況，都是非常完整的可以看到的，基本上這個設計已經(jīng)做完了，沒有看到任何代碼編譯。 |
