28nm時代，FPGA設計取決于應用需求
2012-03-15 21:24:09 本站原創如今FPGA已進入到28 nm時代，在28 nm時代FPGA的容量足以滿足整個系統所需，節省了功率元件和存儲器。但是，工藝工程師、電路設計人員、芯片設計人員和規劃人員必須一起協同工作，才能在越來越困難的技術環境中進一步提高系統性能和能效。這種變化對整個半導體行業產生了深遠的影響，推高了工程成本，增加了風險。大部分系統開發人員很難使用專用芯片系統(SoC)，這同時也改變了FPGA企業的本質及其與用戶的關系。
塊設計取決于應用需求
市場對新技術的需求已經超出了FPGA的電路設計能力，在芯片級甚至是系統級層面影響設計選擇。比如從應用來看，通信、測試和軍事領域等應用推動了半導體產品的全面發展，因此高速互聯將成為半導體產品最關鍵、最能突出產品優勢的功能，系統設計人員需要使用各種規模而且復雜程度不同的IP模塊，從基本算法模塊到收發器、內存控制器、微處理器、訊號處理和通信協議接口等。相應的，這些領域的客戶需要目前40nm還無法實現的高級功能，這些功能主要是收發器、架構性能和密度以及增強DSP模塊等。
舉例來說，高速串行接口就是其中之一。Altera現在通過工藝、器件和電路創新，發售了Stratix V FPGA，它具有可高度靈活配置的28Gbps收發器。但是，在當今以系統為導向的環境下，只有業界最快的集成收發器還遠遠不夠。串行鏈路需要速度足夠快的控制器才能夠跟上收發器，控制器需要速度很快的片內總線、容量足夠大速度足夠快的緩沖以支持它們，所有這些模塊必須滿足能耗要求，具體方案取決于系統、應用以及使用模式等因素。
高速串行鏈路并不是唯一的實例，當今的很多系統設計包括FPGA以及一個甚至多個32位嵌入式處理器。規劃人員應該購買CPU作為專用標準產品IC或者高級控制器，還是在FPGA中實現CPU？如果是后者，他們應該使用可編程架構中的軟內核，還是選擇Altera SoC FPGA等支持硬核ARM處理器的FPGA？那么，規劃人員應該怎樣劃分設計才能實現帶寬最大的數據流，例如，在高速緩存、DRAM控制器以及加速器之間，而不用跨過芯片邊界？這些答案還是取決于具體應用。不論對于FPGA供應商有多么方便，都沒有適用于所有用戶的一個統一解決方案。
需提供完整參考設計
在28nm FPGA上，Altera不可能通過采用一種工藝幾種不同容量和引腳輸出的一個芯片設計來服務于用戶。為能夠滿足不同應用的需求，FPGA系列必須提供收發器設計選擇，實現接口控制器，內部存儲器模塊容量、速度和功耗，內部總線結構，實現CPU以及很多其他因素。Altera的策略是在高端產品線上采用TSMC的HP(高性能)28nm工藝，由Stratix V FPGA滿足這類產品的高密度和性能要求；在中端和低成本產品線上，采用了LP(低功耗)28nm工藝，以滿足客戶的低成本和低功耗要求。
隨著工藝的提升，大部分系統設計無法承受ASIC的成本，越來越多的系統設計人員采用FPGA來替代ASIC、ASSP或者微處理器來實現解決方案，因此FPGA能夠更簡單直接地拓展新的市場領域，對FPGA提出的要求就是需要服務于很多客戶。解決這一難題的唯一方法是深入了解用戶的系統設計，找到最能滿足應用需求以及市場規模要求的共性領域。這是一個細致而又需要大量知識的過程，Altera也在一直致力于建設貼近用戶的設計團隊。
多年以來我們與Altera關鍵用戶密切合作具有很深的專業應用知識并且非常熟悉FPGA的設計團隊，而今天在我們與用戶之間打開了另一空間：專用解決方案領域。2012年，很多非常具有競爭力的系統設計團隊將會高度專業化，他們在建立產品競爭優勢上非常專業，但是依靠硅片供應商來提供他們使用的系統平臺。這類設計團隊還需要全套的專用知識產權(IP)內核以及自動IP裝配工具，例如Altera的Qsys等。或者，他們還需要完整的參考設計。隨著設計團隊的日益專業化，逐步由他們的硅片合作伙伴來承擔大部分系統設計功能。
這是Altera在2012年的變革所在。我們將繼續在28 nm以及后續節點與代工線伙伴合作，不斷在工藝、器件和電路上實現創新，保持我們在硅片和電路上的技術領先優勢。同時，我們與用戶密切合作，確保交付非常符合他們在功耗、性能和成本上有特殊需求的產品。我們繼續深入理解各種專業應用，從而能夠交付有助于用戶加速其設計規劃實施的IP和參考設計，因為Altera的領先優勢意味著用戶的領先優勢。
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