第一部分：專(zhuān)用FPGA工具開(kāi)發(fā)商

FPGA設(shè)計(jì)工具面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)Gartner Dataquest的分析報(bào)告顯示：2005年ASIC和FPGA/PLD的增長(zhǎng)率分別為3.9%和5.8%，而2006年，兩者的增長(zhǎng)率分別達(dá)到8.3%和13.4%?？梢钥吹紽PGA的發(fā)展速度明顯高于ASIC。隨著兩大FPGA巨頭Xilinx和Altera爭(zhēng)相推出65nm工藝FPGA芯片Virtex-5以及Stratix III系列，F(xiàn)PGA迎來(lái)了空前繁榮的時(shí)代。同時(shí)，先進(jìn)的工藝使得ASIC的開(kāi)發(fā)成本不斷上升，加上市場(chǎng)對(duì)于設(shè)計(jì)靈活性和上市時(shí)間的迫切需求，進(jìn)一步促進(jìn)了FPGA應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大。越來(lái)越多的系統(tǒng)廠商選用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品，或者為大型ASIC和SoC設(shè)計(jì)作初期的原型設(shè)計(jì)。

有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，未來(lái)消費(fèi)電子(包括HDTV和無(wú)線應(yīng)用等)和汽車(chē)電子是FPGA應(yīng)用領(lǐng)域中成長(zhǎng)最快的。人們期盼FPGA的成本更低、功耗更低、性能更高，這同時(shí)也意味著FPGA的設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，器件的密度越來(lái)越高，時(shí)序收斂問(wèn)題也日益突出，這些問(wèn)題都在挑戰(zhàn)著FPGA開(kāi)發(fā)工具的性能。很多設(shè)計(jì)還要集成更多的IP應(yīng)用甚至是CPU或者DSP內(nèi)核，F(xiàn)PGA向大規(guī)模系統(tǒng)芯片挺進(jìn)，力求在大規(guī)模應(yīng)用中取代ASIC。這都需要借助更為專(zhuān)業(yè)高效的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。

FPGA開(kāi)發(fā)工具包括軟件開(kāi)發(fā)工具和硬件開(kāi)發(fā)工具兩類(lèi)。其中硬件開(kāi)發(fā)工具主要是FPGA廠商或第三方廠商開(kāi)發(fā)的FPGA開(kāi)發(fā)板及相關(guān)調(diào)試下載工具，另外，邏輯分析儀和示波器等也常常用于FPGA開(kāi)發(fā)過(guò)程中的調(diào)試階段。在軟件開(kāi)發(fā)工具方面，針對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，F(xiàn)PGA廠商和EDA軟件公司提供了很多優(yōu)秀的EDA工具。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)PGA廠商提供的開(kāi)發(fā)環(huán)境可以涵蓋從源代碼編寫(xiě)到最后仿真調(diào)試的各個(gè)階段，對(duì)于不算十分復(fù)雜的FPGA設(shè)計(jì)，可以利用這類(lèi)的開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行FPGA的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，但是EDA廠商提供的專(zhuān)用工具顯然具有更大的優(yōu)勢(shì)，可以替代廠商自帶開(kāi)發(fā)工具的各個(gè)設(shè)計(jì)階段，從而充分地利用FPGA的設(shè)計(jì)資源，并加速整個(gè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展。事實(shí)上，在Xilinx發(fā)布Virtex-4/Virtex-5系列產(chǎn)品的同時(shí)，也推薦客戶(hù)使用專(zhuān)業(yè)的EDA工具，例如Synplicity的綜合工具Synplify Pro和物理綜合工具Synplify Premier，以便充分發(fā)揮芯片的性能。

設(shè)計(jì)工具市場(chǎng)

今天的FPGA提供大容量，超高速的性能，針對(duì)不同領(lǐng)域優(yōu)化的多平臺(tái)FPGA以其革命性的能力促使FPGA技術(shù)加速進(jìn)入更多的應(yīng)用領(lǐng)域中，并大大縮短了產(chǎn)品的上市時(shí)間。今后五年內(nèi)，基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將增長(zhǎng)30%，尤其在消費(fèi)電子如高清電視里的應(yīng)用非常廣泛，而采用FPGA做ASIC的原型設(shè)計(jì)也成為節(jié)省成本和縮短原型設(shè)計(jì)時(shí)間的流行手段。Synplicity的資料顯示，在該公司廣泛分布于消費(fèi)電子、電信、計(jì)算機(jī)和設(shè)計(jì)服務(wù)領(lǐng)域的客戶(hù)中，有45%的客戶(hù)采用FPGA來(lái)設(shè)計(jì)他們的產(chǎn)品，而采用傳統(tǒng)Cell-based ASIC的客戶(hù)則占32%，還有23%在使用門(mén)陣列。隨著器件復(fù)雜性的增加，設(shè)計(jì)人員需要更精密復(fù)雜的工具，定位在FPGA設(shè)計(jì)上的EDA工具也面臨著更大的發(fā)展契機(jī)。

Synplicity設(shè)計(jì)工具

目前，F(xiàn)PGA芯片的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在幾個(gè)方面：