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FPGA吹响进军嵌入式的集结号

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摩尔定律持续有效的最大受益者是FPGA。


FPGA高高在上的价格和功耗由于厂商们竞相采用新的制造工艺下降很快,在很多应用中已不再是障碍。而且电子产品的生命周期日益缩短,企业对于产品差异化的不懈追求又进一步压缩了单个产品的市场空间。与此同时,开发ASIC的成本和风险在不断提高,甚至超过了未来的收益。市场需要一种能够降低研发成本、缩短开发周期并具有设计灵活性的产品。这为FPGA提供了很好的发展机遇。


据分析家预测,2010年FPGA行业的市场增长率将在45%以上,达到48亿美元。而根据Raymond James Financial公司提供的数据,可编程逻辑市场将攫取原先属于ASIC阵营的150亿美元到200亿美元的市场份额。


据了解,Intel在即将推出的基于Atom的可配处理器中,含有Intel Atom E600系列以及配对的Altera FPGA,对于希望采用专用I/O或者加速硬件的用户,进一步提高了设计的灵活性,可迅速应对需求的变化。IBM也已经将FPGA做成XML线程放入到服务器中,它可以快速执行特定的任务,甚至比CPU的速度还要快。ASIC厂商们也逐步在产品中加入可编程特性。


FPGA在通信行业成功立足后,不再满足几十亿美元的市场份额,而是把目光投向了全球前几名开云棋牌官网在线客服公司所在的PC、手机、汽车、电视、工业等领域,因此在更高密度下集成更多的功能成为FPGA的当务之急。


FPGA厂商的嵌入式战略


Altera在10月13日发布培育“黑天鹅”计划,宣布联合ARM、Intel和MIPS技术公司以及FPGA业界的多个合作伙伴,拓展目前的嵌入式合作伙伴计划。Altera将在28nm FPGA技术中提供集成了增强Cortex A9处理器子系统的产品;将在2011年上半年推出基于MIPS技术公司MIPS32处理器体系结构的MP32软核处理器;加之几年前与ARM合作的Cortex-M1软核,与Freescale合作的ColdFire 软核。Altera提供集成Cortex-A9硬核、Cortex-M1软核、MIPS软核、ColdFire软核,再加上自有Nios软核的产品。客户可以根据性能、操作系统来选择合适的嵌入式CPU。

Altera发布培育“黑天鹅”计划


Altera公司产品和企业市场副总裁Vince Hu评论说:“FPGA与处理器的组合应用迅速扩展到嵌入式系统设计中开发新的定制产品。通过嵌入式计划,Altera使汽车、工业、军事和无线等市场的设计人员能够在单一设计流程中,方便的利用处理器、操作系统以及IP支持等辅助系统,降低了系统总成本,更迅速的将产品推向市场,提高了系统的灵活性。”


无独有偶,Xilinx今年4月宣布与ARM结成战略联盟发布蓝海战略,瞄准嵌入式高端应用。据赛灵思公司亚太区市场及应用总监张宇清先生介绍,Xilinx在其28nm产品中会推出两种产品,一种是纯FPGA产品,另外一种就是嵌入ARM Cortex-A9硬核的28nm FPGA,打造了一个“以处理器为主、以FPGA为辅”的系统,定位到汽车驾驶辅助系统、智能视频监控、工业控制、遥测与导航、企业毫微微蜂窝基站、广播级摄像机、多能耐打印机、航空航天电子设备等应用。

赛灵思可扩展平台瞄准高端嵌入式应用市场


另外,Actel在今年2月也发布了基于ARM Cortex-M3的FPGA。


开发流程的演进


虽然FPGA行业的整体发展速度高于ASIC/ASSP,但对于FPGA的从业者来说,如何更深入地了解设计人员的需求并降低设计门槛,通过产品创新为FPGA寻找新的市场空间是他们一直都面临的挑战。


此外,从原理图设计、逻辑验证和仿真、电路板设计、嵌入式软件的开发和调试,到最后的综合调试,要用到多个厂商的工具,不但需要开发人员掌握各个软件的使用方法和技巧,还需要一笔不小的开支。而且,各个软件之间还经常要互相调用文件,尽管各厂商都宣称自己的软件可保证兼容性,但软件日益复杂的功能和不断增长的代码让人难以对兼容性完全放心。


FPGA厂商也正在试图通过改变自身的产品特性和设计流程来吸引更多的系统设计工程师。


Altera为设计人员提供了基于Quartus® II开发软件的单一FPGA设计流程——包括新的Qsys系统级集成工具、公用FPGA知识产权(IP)库,以及新的ARM® Cortex™-A9 MPCore™和MIPS®技术公司MIPS32嵌入式处理器产品等。利用这一设计流程,嵌入式设计人员能够迅速方便的面向Altera Nios® II、基于ARM和MIPS的嵌入式处理器以及最近发布的可配置Intel® Atom™处理器开始设计。

Altera集成Qsys工具的Quartus II可支持多嵌入式处理器平台

赛灵思可扩展式处理平台为嵌入式系统设计人员提供以处理器为核心的设计和开发方法,以实现强大的计算与处理能力。软件开发人员可以充分利用基于ARM技术的现有系统代码,并使用大量现成的开放源代码以及已经商用的软件组件库,快速进行软件开发。


万事俱备,FPGA如何在嵌入式领域攻城拔寨,继续扩大市场份额,我们将拭目以待!

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