從最初膠合邏輯發家,到不斷集成微處理器、dsp、專用ip等,fpga迎來了其硅片融合的“黃金時代”——不僅拓寬了應用領域,承擔起信號處理和數據運算的重要功能,還蠶食了asic、dsp等的市場份額。fpga的發展史就是將“融合進行到底”的過程。在未來幾年,3d封裝和open cl等關鍵支撐技術將使其邁上新臺階。
融合以兼顧靈活性和效率
fpga是硬件可編程的,可通過與其他功能模塊融合兼顧靈活性和效率。
這一發展脈絡是大勢使然,英特爾的一份關于靈活性與效率的報告顯示,通用處理器或通用芯片因可用軟件編寫程序實現不同應用,具有很高的靈活性,它的問題是功效較低。而專用芯片assp或asic是專門針對某一應用固化的硬件,不可編程,雖具有低成本、高效率,但靈活性差。報告得出的結論是在系統中要兼顧靈活性和功效,最好的方案就是處理器與專用硬件相融合。“由于fpga是硬件可編程的,因而可通過與其他功能模塊融合兼顧靈活性和效率。”altera公司資深副總裁兼首席技術官misha burich對《中國電子報》記者介紹說,“如fpga集成了處理器,將為fpga帶來軟件編輯的靈活性。同時,如果把asic跟assp的一些特性加入到fpga中,又可為系統帶來更高的功效、更低的成本。通過硅片融合,fpga廠商已可提供收發器、接口控制器、存儲器、內部總線結構的硬件架構,從而不斷拓寬應用空間。”而fpga業另一巨頭賽靈思(xilinx)打造的“all programmable”平臺就是硅片融合的“結晶”,它可將3d堆疊硅片互聯技術、arm處理器、dsp、存儲器和諸多ip核等集于一體。
而在融合時代,fpga廠商有天然的優勢。misha burich提到,fpga廠商了解fpga的架構,如果沒有fpga的積累,一些芯片廠商盡管可以去實現硅片融合,但他們只能做到在處理器上加入一些硬核ip,靈活性不高。
而在迎接硅片融合的時代,還需要廠商提供相應功能模塊的支撐技術。misha burich就表示,altera公司在這些方面都有相應的積累。比如集成處理器,可為客戶提供自有的nios 2軟核處理器以及arm處理器、mips、coldfire處理器、atom等。在asic方面,可提供hardcopy產品,能為客戶提供嵌入式asic方案。在assp方面,altera會提供解決方案,同時會有一些ip。在dsp部分,altera可提供浮點運算、可變精度的dsp模塊。