數(shù)字融合和技術(shù)創(chuàng)新助力FPGA拓展應(yīng)用范圍

消費(fèi)電子產(chǎn)品的數(shù)字融合趨勢(shì)意味著產(chǎn)品的復(fù)雜性提高，因?yàn)槊恳环N技術(shù)(包括網(wǎng)絡(luò)、娛樂(lè)和計(jì)算)都有它們自己的標(biāo)準(zhǔn)，而且這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都處于不斷發(fā)展過(guò)程中。誰(shuí)都無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)變化帶來(lái)的下一個(gè)市場(chǎng)需求是什么。當(dāng)需求發(fā)生變化、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化時(shí)，可編程邏輯器件所具有的靈活性能為系統(tǒng)升級(jí)或者增加新的功能提供很多幫助。設(shè)計(jì)周期短也是FPGA用在消費(fèi)電子產(chǎn)品中的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然，我們也可以用ASIC來(lái)實(shí)現(xiàn)這些越來(lái)越復(fù)雜的產(chǎn)品，但ASIC不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、成本越來(lái)越高，而且確保設(shè)計(jì)正確性的難度也越來(lái)越大。相反，利用可編程邏輯，設(shè)計(jì)工程師可以方便地一邊構(gòu)建邏輯，一邊進(jìn)行測(cè)試，從而以較低成本更快地實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的系統(tǒng)。因此，在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并存的應(yīng)用中，我們只能利用可編程性來(lái)克服設(shè)計(jì)復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。

為在消費(fèi)電子等領(lǐng)域獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，FPGA技術(shù)需要不斷創(chuàng)新，因?yàn)榕cFPGA傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域——通訊基礎(chǔ)設(shè)施相比，消費(fèi)電子產(chǎn)品在技術(shù)、客戶群體和產(chǎn)業(yè)環(huán)境方面有很大不同。

Wim Roelandts 董事會(huì)主席、總裁兼CEO Xilinx公司。

例如，消費(fèi)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品追求的是低成本和低功耗，該領(lǐng)域一直以來(lái)是ASIC的天下。包括Xilinx在內(nèi)的FGPA供應(yīng)商多年以來(lái)在降低功耗方面投入巨大。Xilinx的Spartan-3系列主要是針對(duì)這個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的，它可以滿足業(yè)界對(duì)大批量、I/O優(yōu)化的可編程邏輯解決方案的需求。Xilinx也在致力通過(guò)先進(jìn)的工藝進(jìn)一步降低FPGA的功耗和成本。

實(shí)際上，隨著技術(shù)上的不斷創(chuàng)新， FPGA器件的結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化。在5年以前，你只需要在對(duì)FPGA器件進(jìn)行布局和布線，如今FPGA已衍生出多種類型，比如一半可編程、一半是ASIC，并在FPGA器件中集成DSP和Gb收發(fā)器。比如，在Virtex 4中，可編程邏輯單元只占不到50％的芯片面積，其它部分都是硬核，如PowerPC處理器和11Gb收發(fā)器。這些技術(shù)創(chuàng)新讓FPGA的性能可以與ASIC相媲美。

此外，通訊基礎(chǔ)設(shè)施和消費(fèi)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和生命周期不同，前者的生命周期可以長(zhǎng)達(dá)10～15年，而消費(fèi)電子產(chǎn)品的生命周期可能就短到4～6個(gè)月。這樣，我們必須從一個(gè)單純的可編程邏輯器件的生產(chǎn)商發(fā)展為目前可編程解決方案的提供商，而且整個(gè)的銷售和業(yè)務(wù)方式也有所不同的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，為推廣系統(tǒng)級(jí)集成平臺(tái)的解決方案，我們必須更好地了解市場(chǎng)情況，了解不同類型的行業(yè)以及他們的需求。對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)，我們采取了加強(qiáng)客戶服務(wù)、建立生態(tài)系統(tǒng)、推進(jìn)大學(xué)計(jì)劃、投資本土企業(yè)等舉措。

汽車電子是FPGA應(yīng)用的另一個(gè)增長(zhǎng)領(lǐng)域。消費(fèi)者希望在家里可實(shí)現(xiàn)的通訊、娛樂(lè)等功能在汽車中也可以實(shí)現(xiàn)，包括DVD、視頻點(diǎn)播、無(wú)線聯(lián)網(wǎng)等。但汽車電子產(chǎn)品有極其高的品質(zhì)要求、價(jià)格壓力以及很長(zhǎng)的產(chǎn)品生命周期。另一方面，汽車安全方面的需求也非常大。這些不同的需求促使我們要不斷創(chuàng)新。如今，我們有一些產(chǎn)品已在汽車速度控制應(yīng)用中得以采用，一些用來(lái)觀察駕駛員是否保持清醒狀態(tài)的攝像機(jī)也在采用我們的產(chǎn)品。這種應(yīng)用需要大量的DSP處理和強(qiáng)大的計(jì)算能力。

FPGA應(yīng)用范圍的拓展意味著FPGA市場(chǎng)不斷得到延伸。FPGA市場(chǎng)規(guī)模已從50億的可編程邏輯市場(chǎng)擴(kuò)展到總量為410億美元的嵌入式處理、高性能的DSP、ASIC和ASSP市場(chǎng)。從2006年第3季度Xilinx可編程器件的應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，來(lái)自包括移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)、GPS在內(nèi)的消費(fèi)電子和汽車電子市場(chǎng)的比例近一步提升，已經(jīng)占到16%的份額，而5年前來(lái)自于這兩個(gè)領(lǐng)域的收入是零。來(lái)自于數(shù)據(jù)處理這個(gè)方面的收入是10%，主要包括服務(wù)器，還有其他應(yīng)用，比如醫(yī)療設(shè)備、軍事領(lǐng)域使用的一些設(shè)備等。當(dāng)然，有的行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ贔PGA技術(shù)需求特別大，由于有線、移動(dòng)通信等的快速發(fā)展，來(lái)自通信基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)FPGA的需求仍占據(jù)了我們收入的45%。

FPGA的發(fā)展方向是真正地使FPGA“消失”。如今我們的用戶是硬件設(shè)計(jì)工程師，由于FPGA是可編程器件，如果我們能夠?yàn)檐浖O(shè)計(jì)工程師創(chuàng)建一個(gè)抽象層，我們的用戶將增加十倍。這就是我們期望的未來(lái)。一旦你擁有一套可以進(jìn)行編程的界面，你就無(wú)需知道里面的硬件是怎樣的。