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低成本FPGA應(yīng)用越走越廣，供應(yīng)廠商邁向幸福生活 |
| 作者：waterchow 欄目：嵌入式系統(tǒng) |
據(jù)Gartner預(yù)測，今年全球的FPGA/PLD銷量將增長14%達(dá)到37億美元，并且2007年將加速增長到43億美元，2010年全球FPGA/PLD的用量更是可達(dá)67億美元，這其中低成本FPGA開辟的新興市場將是驅(qū)動FPGA需求增長的主要動力，新興市場包括消費電子、汽車和工業(yè)應(yīng)用。未來，F(xiàn)PGA不但會在消費電子市場代替低出貨量的ASIC器件，而且還會代替一些汽車應(yīng)用領(lǐng)域的MCU器件和通信、視頻處理領(lǐng)域的DSP器件。在經(jīng)歷了前幾年通信市場低迷帶來的不景氣后，F(xiàn)PGA廠商將應(yīng)用擴(kuò)大到了眾多的新興領(lǐng)域，并且路越走越寬，該市場增長率大大高于整體半導(dǎo)體市場的增長率，這令為數(shù)不多的FPGA廠商正邁向幸福的生活。 作為兩家最大的FPGA/PLD廠商，賽靈思的Spartan和ALTERA的Cyclone都在新興市場取得了不錯的成績；而2005年排名第四的Actel更是在低成本FPGA市場大展拳腳，已顯出進(jìn)入前三甲的勢頭，并且希望借低成本FPGA這一新興市場從兩位老大手中拿到更多的市場份額。 低成本FPGA遍地開花 賽靈思亞太區(qū)Spartan系列產(chǎn)品營銷經(jīng)理莫柱昌表示，過去兩年里，賽靈思低成本Spartan-3 FPGA在消費產(chǎn)品市場中贏得了大量設(shè)計定單。其中一些設(shè)計已經(jīng)轉(zhuǎn)向大批量生產(chǎn)，如HDTV、DVD播放機(jī)、機(jī)頂盒、平板顯示器以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。每個市場領(lǐng)域中幾乎所有主要廠商都曾在其產(chǎn)品中使用賽靈思低成本FPGA產(chǎn)品，或者正在使用�！翱蛻羰褂卯a(chǎn)品的門密度范圍從低密度的5萬系統(tǒng)門直到高密度500萬系統(tǒng)門，應(yīng)用廣泛�！彼Q，“通過使用賽靈思低成本FPGA，幾乎所有客戶都或是從系統(tǒng)性能的大幅提升中獲益，或是從大大降低總體系統(tǒng)成本中獲益，甚至兩方面同時獲益�！� 莫柱昌：現(xiàn)在利用Spartan-3只需要標(biāo)準(zhǔn)單元ASIC十分之一的開發(fā)成本和一半的開發(fā)時間就可以滿足此類系統(tǒng)對門密度、I/O、成本以及集成度方面的要求。 ALTERA的Cyclone產(chǎn)品則已用于多個消費電子領(lǐng)域，在今年的一次媒體日展示會上，ALTERA展示了手持學(xué)習(xí)機(jī)、游戲機(jī)、網(wǎng)絡(luò)播放器、DTV接收卡、便攜測距儀、數(shù)字視頻設(shè)備、平板電視、數(shù)字錄像機(jī)、魚群跟蹤器等多個基于FPGA的應(yīng)用。在會上ALTERA公司亞太區(qū)總監(jiān)梁樂觀表示："現(xiàn)在，我們60%的收入來自非通信類產(chǎn)品，其中的一半來自消費類電子產(chǎn)品，新興消費類產(chǎn)品的增長率會長期超過兩位數(shù)。" 雖然比兩位老大在總體FPGA市場小得多，但Actel在新興市場并不示弱，它將低價FPGA推到更廣泛的領(lǐng)域，Actel公司半導(dǎo)體硅產(chǎn)品總監(jiān) Martin Mason表示，其ProASIC3/E系列FPGA的單價非常低，批量訂購的起價僅為1.5美元。這種單芯片、低功耗FPGA很快被汽車、消費電子、醫(yī)療及工業(yè)市場的客戶所采用。在消費電子市場，ProASIC3等低成本FPGA的應(yīng)用市場包括游戲、多媒體娛樂系統(tǒng)、智能電話和數(shù)碼相機(jī)；在工業(yè)應(yīng)用市場中，包括售貨終端(POS)、醫(yī)療儀器、監(jiān)控和自動化系統(tǒng)、射頻識別(RFID)設(shè)備，以及儀表和測試設(shè)備；在汽車應(yīng)用中包括引擎控制單元、車載娛樂設(shè)備、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和安全系統(tǒng)；通信應(yīng)用則包括電信和網(wǎng)絡(luò)線路卡管理、無線基站和手持式無線設(shè)備等。 Mason解釋說：“ProASIC3 FPGA適合眾多應(yīng)用，因為它們是具有非揮發(fā)性FLASH、可重編程性、單芯片及上電即用特點的解決方案，因此能大幅簡化系統(tǒng)設(shè)計和降低整體系統(tǒng)成本。例如，在消費電子應(yīng)用中，具備安全性、片上非揮發(fā)性內(nèi)存、單芯片、高性能及上電即用等多項優(yōu)勢，而價格只與AISC相近�！� Mason還列舉了兩個低成本FPGA的新興應(yīng)用案例：在2006年4月，Actel公布其ProASIC3 FPGA應(yīng)用于Elan DIGITAL SYSTEM公司以微型USB為基礎(chǔ)的測試及測量儀器部件USBscope50中。Actel的FPGA方案能在該公司現(xiàn)時的產(chǎn)品中執(zhí)行核心的信號處理功能，并將臺式或筆記本PC變成專業(yè)級的數(shù)字取樣振蕩器 (DSO)。通過推出單芯片ProASIC3 FPGA，Actel能夠為電池供電的便攜式新興應(yīng)用提供所需的優(yōu)勢，包括低價格、小占位面積、高安全性及低功耗等。 2006年6月，Actel公布其ProASIC3 FPGA獲E Ink公司選用于其下一代電子紙顯示控制器中。Actel的單芯片ProASIC3 FPGA可將圖像信息從主處理器傳輸?shù)礁鞣N便攜式設(shè)備的有源陣列電子紙顯示器中，這些便攜式應(yīng)用包括消費手持電子設(shè)備、PDA、電子書籍和手機(jī)等。 “E Ink在其前沿的電子紙顯示技術(shù)中采納Actel的低成本ProASIC3 FPGA，印證了非揮發(fā)性FPGA能為當(dāng)今的便攜式應(yīng)用提供重要優(yōu)勢�！盡ason稱。他解釋說，Actel的這類單芯片器件具有低功耗、小占位面積和低成本的特點，能在可重編程FPGA中融入類似ASIC特性的產(chǎn)品，而這是不斷壯大的便攜式電子設(shè)計隊伍所夢寐以求的。 FPGA vs ASIC和MCU 低成本FPGA已從當(dāng)經(jīng)初在I/O密集的設(shè)計中(面向I/O的)被采用，發(fā)展到在邏輯門密集的設(shè)計(面向邏輯的)中替代ASIC/ASSP。因此，F(xiàn)PGA開始在多個新興領(lǐng)域中完全替代中等出貨量規(guī)模的ASIC/ASSP器件。 莫柱昌解釋道，針對上述新興應(yīng)用的傳統(tǒng)固定邏輯解決方案(如ASIC/ASSP)無法及時提供節(jié)約成本的解決方案來滿足客戶面臨的設(shè)計挑戰(zhàn)，如更窄的市場窗口、更短的開發(fā)周期、不斷變化的標(biāo)準(zhǔn)以及更高的設(shè)計復(fù)雜性，因此也就無法保證客戶設(shè)計出的產(chǎn)品能夠在競爭中處于領(lǐng)先地位。更為重要的是，即便在客戶的產(chǎn)品上市后，如標(biāo)準(zhǔn)或功能發(fā)生變化，也可以利用FPGA和CPLD的可重編程功能實現(xiàn)產(chǎn)品升級，甚至是產(chǎn)品付運以后的升級。 “通過Spartan-3系列產(chǎn)品，賽靈思公司可以滿足過去中等規(guī)模ASIC所占據(jù)的利潤豐厚的新興應(yīng)用的要求�！蹦硎尽�2003年，賽靈思推出了Spartan-3低成本FPGA系列產(chǎn)品來滿足對高密度高I/O的需求。到了2005年，他們在成功推出Spartan-3系列FPGA產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，又成功推出了面向邏輯密集設(shè)計的Spartan-3E低成本FPGA系列產(chǎn)品。而90nm工藝的采用，使得FPGA的成本大大下降。“在我們的90nm低成本FPGA推出前，許多設(shè)計人員不得不依賴ASIC/ASSP來實現(xiàn)復(fù)雜低成本系統(tǒng)所需要的成本和集成要求。現(xiàn)在利用Spartan-3只需要標(biāo)準(zhǔn)單元ASIC十分之一的開發(fā)成本和一半的開發(fā)時間就可以滿足此類系統(tǒng)對門密度、I/O、成本以及集成度方面的要求�！蹦硎�。 除去替代ASIC外，F(xiàn)PGA也在部分代替MCU的市場。Martin Mason表示：“Actel的低成本非揮發(fā)性FPGA具有一些MCU所不具備的優(yōu)勢；包括通用I/O數(shù)目較MCU多出很多，在很多場合比MCU性能高、功耗更低，而且有價格競爭優(yōu)勢�！� Martin Mason：ProASIC3/E系列FPGA的單價可低至1.5美元。這種單芯片、低功耗FPGA很快被汽車、消費電子、醫(yī)療及工業(yè)市場的客戶所采用。 FPGA正在取代ASIC與MCU的部分應(yīng)用，但在另外的市場比如DSP與CPU市場，F(xiàn)PGA與之更是一種協(xié)作的關(guān)系。比如ALTERA亞太區(qū)資深產(chǎn)品行銷工程師張洵瑜解釋道：“FPGA作為協(xié)處理器可以卸載DSP和CPU的任務(wù)，因此用戶可以采用較低一級的DSP/CPU，但一樣可以達(dá)到高級的性能，從而能減小成本�！� 此外，在一些高端的視頻應(yīng)用中，F(xiàn)PGA甚至可以取代DSP。賽靈思授權(quán)代理商安富利亞太公司技術(shù)支持經(jīng)理陳志勇透露，他們正在以FPGA+視頻硬解碼核的方案替代目前的FPGA+DSP方案，“不久我們就會推出這類解決方案。”他稱。 FPGA供應(yīng)商在低成本產(chǎn)品展開競爭 低成本FPGA市場所顯示出來的巨大商機(jī)，也導(dǎo)致了其供應(yīng)商在該市場的競爭越加激烈。賽靈思與ALTERA在低成本FPGA上的競爭主要表現(xiàn)在工藝上的競爭，其目的是通過首先引入先進(jìn)的工藝比如90納米工藝來降低FPGA器件的成本，從而將其推向更多的市場。現(xiàn)在兩家公司正在65nm工藝上展開競爭。 此外, 張洵瑜還指出，對于低成本、大出貨量的消費電子產(chǎn)品來說，準(zhǔn)時交貨非常重要，甚至是制造商在市場上成功的關(guān)鍵，“我們往往能信守諾言，準(zhǔn)時交貨�！彼院赖乇硎荆谠摴镜腃yclone 累計出貨量已達(dá)到1,000萬片，而他們?nèi)ツ晖瞥龅腃yclone II比第一代Cyclone具有高出二倍的密度與更多的功能，但價格更便宜，應(yīng)用前景非常廣闊。 全球FPGA廠商排名 而Actel的Martin Mason更是表示其基于FLASH的FPGA具有更多的優(yōu)勢。他解釋道：Actel的ProASIC3系列采用類似于ASIC的設(shè)計流程和方法，基于FLASH存儲，對設(shè)計人員來說，這類器件不僅單件成本低、性能好、易于使用，而且，還具有單芯片、低功耗、上電即用、安全性和中子輻射免疫性能，具體解釋如下： 單芯片：即以FLASH為基礎(chǔ)的FPGA在片上FLASH單元中存儲配置信息。配置數(shù)據(jù)一經(jīng)編程，就成為FPGA構(gòu)架的固有部分；系統(tǒng)上電時無需從外部加載配置數(shù)據(jù)，以 FLASH 為基礎(chǔ)的FPGA無需使用EEPROM或以 FLASH 為基礎(chǔ)的微控制器等附加系統(tǒng)部件。 低功耗：Actel以FLASH為基礎(chǔ)的器件具有類似于ASIC的功耗特性，這使其成為電池供電和功率敏感應(yīng)用的理想選擇。使用這種以FLASH為基礎(chǔ)的器件并沒有上電涌流和大電流過渡期，而這兩種現(xiàn)象在許多以SRAM為基礎(chǔ)的FPGA上都存在。FLASH FPGA器件的靜態(tài)和動態(tài)功耗低，能夠最大限度地節(jié)省功率，同時也支持能大幅降低功耗的睡眠和待機(jī)工作模式。 FPGA廠商在不同地域的排名。 上電即用：以FLASH為基礎(chǔ)的器件是上電即用(LAPU)，這類器件一加上符合指標(biāo)的系統(tǒng)電源就會開始工作。上電即用的特點大大地簡化了整個系統(tǒng)設(shè)計，且通常都能從系統(tǒng)中省掉一些CPLD器件。 安全性：Actel以FLASH為基礎(chǔ)的FPGA器件包含Actel FLASHLock功能，將可重編程性和設(shè)計安全性集于一身，且無其它外部開銷。只有帶非揮發(fā)性FLASH內(nèi)存的FPGA才能提供這些優(yōu)勢。以AES加密技術(shù)為基礎(chǔ)的器件可讓設(shè)計人員安全地實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計和內(nèi)存內(nèi)容的遠(yuǎn)程更新 (比如通過互連網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò))，確保寶貴的知識產(chǎn)權(quán)核不受系統(tǒng)過建、克隆和IP盜取等非法行為的侵害。 除此之外，他還認(rèn)為其低成本FPGA更可替代傳統(tǒng)的CPLD�！癙roASIC3系列具有較高的容量及一些重要的功能，如SRAM、FIFO控制邏輯、模擬PLL和時鐘調(diào)節(jié)電路、嵌入非揮發(fā)性用戶內(nèi)存和差異性I/O標(biāo)準(zhǔn)，且價格別具競爭力 |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： waterchow 于 2006/12/19 9:23:00 發(fā)布：
樓上說的是 任重道遠(yuǎn),但勢頭看好. |
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