[讨论] FPGA的现状及展望

lhy 2008-3-31 10:38 楼主

FPGA与ASIC的市场需求分析经过70年的不断发展,FPGA已由当初的1200门发展成为今天的百万门级。通过不断更新优化产品架构和生产工艺,实现了更多的逻辑单元、更高的性能、更低的单位成本和功耗。在FPGA迅速发展的同时, ASIC也在不断前进。通过电子行业的4项重要竞争准则：上市时间、成本、功能以及性能,可以分析出FBGA与ASIC在迎合市场需求方面的差异。上市时间简单而言,ASIC从立项、开发到样片一般要经过12~18个月的过程,这还只是在很理想的状态下,例如一次流片通过。但这种情况出现的几率少之又少。而且就ASIC而言,所有检测都必须在进入物理实现ASIC硬件阶段之前仿真进行。相比之下,通过FPGA来开发产品的周期只是3~6个月。成本从目前公布的市场价格来看,通过ASIC手段来实现0.18?m的工艺,其掩模成本在10万~30万美元之间,0.13?m要在50万~100万美元之间,而90nm更是高达500万美元之多。这还仅仅是指掩模成本。到目前为止,明确表态准备采用65nm制造工艺的也只有Intel公司和TI公司等极少数巨头。而FPGA需要的成本仅仅是ASIC的几分之一、十几分之一、甚至几十分之一。量产是FPGA与ASIC历来的分水岭。从前的“定论”是：ASIC结构完全固化,成本低,是适合大规模量产的芯片结构;而FPGA可编程,灵活性高,一直以来都是用作建模的平台,设计经过验证后基本都要移植到ASIC进行量产。但现在,FPGA已不在局限于原型设计,除了已知的结构化ASIC之外,还有ESP方案。该方案在标准FPGA的基础上把常用的标准IP核嵌入到芯片里,大大缩短了客户的开发时间,降低了验证成本。高集成度和灵活度从消费电子的发展来看,这个市场较之以前已经有了很大的不同。客户要求产品的更新换代的周期越来越短,并要求不断的集成更多的、层出不穷的、新的技术和应用,而且又要求严格控制成本。因此,FPGA在灵活性上就具备了天然的优势。而且,即便是厂商在用ASIC手段实现产品的时候,如果考虑到以后的升级问题,则软件的兼容程度也是个不容忽略的问题。而如果采用FPGA就完全不需要考虑这方面的问题。高性能不可否认,用ASIC实现的专用芯片在性能上确实具备很强的优势,比如高性能、低功耗等。但与此同时, FPGA产品在这方面近几年也取得了显著的改进。现在FPGA的性能已经能够满足大多数应用的需要(要求最高的应用除外),而密度水平也达到了逻辑设计的80%。在某些领域已经完全可以替代ASIC。通过上述4个方面的比较,可以看出在上市时间、成本、高集成度和灵活度方面是FPGA明显占优。而根据业界通用的标准判断,最适合使用ASIC的情况是：门和储存位的数量超过两百万门;千兆位连接数量较多;在最低功耗下,主时钟频率高于300MHz;对成本很敏感的应用。但需要指出的是在不远的将来FPGA也会实现同样的性能。因此,从整体来看FPGA更适合目前的电子生态环境。 FPGA市场的制胜之道相对于基于SRAM的FPGA,采用ViaLink金属互连技术的FPGA在低功耗和安全性上表现卓越,虽然只能一次编程,但却迎合了桥接市场以及军用领域的特定需求,目前已得到了广泛的应用。同时针对半导体行业的便携风潮和无线概念,基于差异化设计思路创造出的一种介于ASSP(专用标准产品)和FPGA之间的产品：ESP(嵌入式标准产品),既具有ASSP的高效能和低成本,又具有FPGA的灵活性和面市速度快的特点。产品的差异性,以及对市场的细分,使得公司一方面能针对特定应用深耕市场,另一方面使得公司减少了与其它FPGA厂商的直接竞争,从而有利于在市场中确定公司及其产品的特定地位。助力中国市场面对有着巨大潜力的中国市场,QuickLogic公司将基于ViaLink金属互连技术,在Eclipse产品线的基础上推出新一代的产品---PolarPro系列。该系列最显著的特征就是更低的功耗,从而将为业界低功耗设计提供更多的优势。除了广泛的产品系列外,其完整的桥接解决方案是对业界的又一大支持。通过这些桥接解决方案,处理器厂商可以将他们的处理器应用到更多的领域并集成更多的功能;功能模块厂商可以主动的选择更为合适的处理器来进行搭配;系统厂商则具备了充分的选择来实现自己产品的差异化和低成本。同时,业界还可以获得超低功耗的技术指标。