Xilinx:FPGA向標(biāo)準(zhǔn)化虛擬SoC平臺(tái)發(fā)展
出處:EDN 發(fā)布于:2011-06-14 13:22:15
半導(dǎo)體行業(yè)讓人稱道的是,能把沙子做成比金子還要貴的產(chǎn)品,并且這個(gè)故事一直延續(xù)到今天。這也激發(fā)了人們的創(chuàng)新意識,并不斷展示創(chuàng)新性思維將創(chuàng)新技術(shù)和融合技術(shù)給人們帶來的奇跡。
FPGA向平臺(tái)化方向發(fā)展
幾年前,Xilinx公司副總裁兼技術(shù)官Ivo Bolsens表示過,目前的FPGA廠商只充當(dāng)技術(shù)跟隨者的角色已不能滿足客戶的要求,而是要根據(jù)市場發(fā)展的需求,不僅在器件生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)計(jì)架構(gòu)方面不斷創(chuàng)新,還要在FPGA器件的擴(kuò)展性、規(guī)模、速度、成本以及低功耗等方面都要得到進(jìn)一步的提升,甚至于要超越摩爾定律的發(fā)展,這也意味著FPGA供應(yīng)商的角色發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。
Ivo Bolsens還指出,未來的FPGA,將會(huì)采用創(chuàng)新的迭堆式封裝(SIP),即在一個(gè)封裝里面放多個(gè)裸片的技術(shù)。例如,將存儲(chǔ)器、模擬混合信號電路、通用接口、傳感器、以及高壓I/O等技術(shù)集成在一起,以替代帶有硬化IP的單個(gè)大型裸片。Ivo Bolsens透露,目前,Xilinx正在和幾家廠商一起開發(fā)虛擬SoC平臺(tái)。到那時(shí),F(xiàn)PGA就不再僅僅是一個(gè)器件,它將成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、虛擬的SoC的平臺(tái)來應(yīng)用。
Ivo Bolsens分析道,和1999年初期相比,F(xiàn)PGA的成本降低了500倍,邏輯容量提高了200倍,功耗降低了50倍,而速度加快了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,功耗會(huì)再降5倍,速度還會(huì)再增加5倍。從這個(gè)趨勢可以看到,將來FPGA的價(jià)值會(huì)越來越高。FPGA除了可編程邏輯以外,它還將集成更多的IP硬核。例如,的PCIe和高速以太網(wǎng)總線、高速串行收發(fā)器以及成百個(gè)的DSP的模塊等等。
FPGA與處理器的對等關(guān)系
Ivo Bolsens的觀點(diǎn): FPGA與處理器是對等關(guān)系。他指出,三網(wǎng)合一后,對計(jì)算的能力和復(fù)雜度要求越來越高。開始階段是把一個(gè)處理器和FPGA用PCI連到一起滿足計(jì)算處理能力的要求。FPGA可以直接和主處理器連接,而不需要通過南北橋、總線來進(jìn)行連接,而且FPGA在連接的時(shí)候還同時(shí)能夠訪問它的內(nèi)存;第二個(gè)階段是FPGA作為協(xié)處理器形式出現(xiàn);的第三個(gè)階段FPGA就以一個(gè)對等處理的角色出現(xiàn),也就是說FPGA可以放到CPU的插槽上面,多核處理器可仿真老處理器,這是FPGA的一個(gè)應(yīng)用。過去在老系統(tǒng)里面FPGA總是以從屬的方式為主系統(tǒng)服務(wù)的,而目前FPGA地位已經(jīng)上升成為平等、合作的伙伴關(guān)系。這種對等結(jié)構(gòu)是非常新的,同時(shí)也有很多技術(shù)挑戰(zhàn),所以我們需和產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴一起將這件事變得容易些,使對等處理變得更易于使用,這期間有一個(gè)非常重要的因素就是要有一個(gè)非常好的軟件,用這個(gè)軟件可以直接進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)目的。
FPGA的機(jī)遇
融合視頻,音頻,數(shù)據(jù)三重播放(Triple Play)業(yè)務(wù),是未來FPGA發(fā)展的機(jī)遇。Ivo Bolsens說,對三重播放業(yè)務(wù)的部署是目前廣播和電信行業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢,并將成為未來5年~10年驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的主要?jiǎng)恿Γ?FPGA領(lǐng)域也是如此。實(shí)現(xiàn)三重播放的技術(shù)推動(dòng)力主要來自于三個(gè)方面:個(gè)是數(shù)字信號處理,即對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 ;第二是包處理,也就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸;是高速運(yùn)算,就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這三個(gè)技術(shù)使得三重播放有可能變成現(xiàn)實(shí)。在實(shí)現(xiàn)三重播放業(yè)務(wù)中FPGA擔(dān)任一個(gè)非常重要的角色。例如,對三重播放基礎(chǔ)設(shè)施的支持產(chǎn)品主要是Xilinx高端器件Virtex系列產(chǎn)品,對于終端用戶支持的主要是公司低成本和低功耗的Spartan產(chǎn)品。
Ivo Bolsens認(rèn)為,設(shè)計(jì)支持三重播放業(yè)務(wù)的產(chǎn)品,從運(yùn)營商到終用戶都非常具有挑戰(zhàn)性,因?yàn)檫@些產(chǎn)品必須具備高性能、大容量、低功耗、低成本、上市時(shí)間短和市場生命周期長等特性,并且要能夠靈活適應(yīng)不斷演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。這些挑戰(zhàn)從而也使得PLD/FPGA 成為比ASIC 和ASSP更有優(yōu)勢的選擇。
Ivo Bolsens期待,當(dāng)新技術(shù)不斷推出時(shí),在每一個(gè)電子產(chǎn)品中都會(huì)有FPGA的身影。
Xilinx的發(fā)展戰(zhàn)略
針對未來FPGA的發(fā)展,Ivo Bolsens強(qiáng)調(diào),公司的發(fā)展戰(zhàn)略主要從三個(gè)方面演進(jìn)。一是從技術(shù)層面上,把越來越多的硬核集中到FPGA里面去,讓軟/硬件可編程能融合在一起,讓人們用FPGA的感覺就像使用軟件一樣;第二是產(chǎn)品方面,致力于降低成本和提高性能。在這個(gè)領(lǐng)域,Xilinx也會(huì)把FPGA引用到手持和電池供電的市場上去;第三個(gè)方面是在標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品上面加入更多的功能,向通用產(chǎn)品演進(jìn)。在這方面,Xilinx推出了交鑰匙的解決方案(例如視頻、無線和流量管理)。在交鑰匙方案的基礎(chǔ)之上再根據(jù)市場要求,做一些市場定制的平臺(tái),比如對汽車電子方面的專用平臺(tái)。Xilinx希望公司的產(chǎn)品線從商業(yè)化器件到非常專用的垂直市場,都能提供不同類別的解決方案。
關(guān)于Xilinx
Xilinx是的可編程邏輯完整解決方案的供應(yīng)商。Xilinx研發(fā)、制造并銷售范圍廣泛的集成電路、軟件設(shè)計(jì)工具以及作為預(yù)定義系統(tǒng)級功能的IP(Intellectual Property)核??蛻羰褂肵ilinx及其合作伙伴的自動(dòng)化軟件工具和IP核對器件進(jìn)行編程,從而完成特定的邏輯操作。Xilinx公司成立于 1984年,Xilinx首創(chuàng)了現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)這一創(chuàng)新性的技術(shù),并于1985年首次推出商業(yè)化產(chǎn)品。目前Xilinx滿足了全世界對 FPGA產(chǎn)品一半以上的需求。Xilinx產(chǎn)品線還包括復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。在某些控制應(yīng)用方面CPLD通常比FPGA速度快,但其提供的邏輯資源較少。Xilinx可編程邏輯解決方案縮短了電子設(shè)備制造商開發(fā)產(chǎn)品的時(shí)間并加快了產(chǎn)品面市的速度,從而減小了制造商的風(fēng)險(xiǎn)。與采用傳統(tǒng)方法如固定邏輯門陣列相比,利用Xilinx可編程器件,客戶可以更快地設(shè)計(jì)和驗(yàn)證他們的電路。而且,由于Xilinx器件是只需要進(jìn)行編程的標(biāo)準(zhǔn)部件,客戶不需要象采用固定邏輯芯片時(shí)那樣等待樣品或者付出巨額成本。Xilinx產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于從無線電話基站到DVD播放機(jī)的數(shù)字電子應(yīng)用技術(shù)中。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體公司只有幾百個(gè)客戶,而Xilinx在全世界有7,500多家客戶及50,000多個(gè)設(shè)計(jì)開端。
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