再次谈结构以及方法学!

这里开始讲些看来与我们主题有点不搭界的东西.

1. 两个人相遇,只握1 次手
2. 三个人相遇,每人都握一次,握3 次手
3. 4 个呢?就是2 的结果加3 次,6 次手
4. 5 个呢? 10 次手.
5. 16 个呢,.......天,不少于...

PLD 就是这样的产物,当逻辑……你会发现,路由的面积都超过了有效的逻辑面积. 而且,越大越糟糕.可以下载这个简单的PPT 来发现一些小问题!

实践是检验真理的唯一标准. 有人说了,256 个是最好的结构,为什么呢,不然怎么那么多厂商都是在这个范围呢. 实际上,他是由经济规律决定的,就是当时用256 个的宏单元结构的芯片的面积,和他们卖出的价钱,比较符合当时这些上市公司的利润要求,所以.....就以这个最流行了.

但是Altera 进行了很好的变通. 中国有句话叫"玄之又玄,妙之又妙",什么是玄? 玄就是变通的意思,也是变得意思. 实际上万事万物都是相通的. 那Altera 就像我们的学校一样,每个年级分不同楼层,每个楼层分不同班级,每个班级上不同的课. 但是用行列块的方式,达到既有规模,也有位置相关性. 而且路由的面积也不会大到赚不到钱. 实际上你自己观察,近10 年 ,Altera 的FPGA 的主要框架是没有变化的!

Xilinx 的FPGA 结构,实际上,有一个5200 系列,很像Altera 的Flex6000,但是没有多久这个东西就不见了. 总之,Xilinx 的结构属于称为 "孤岛式"结构,就是CLB 在中间,路由围着这个孤岛. 在一定的密度的时候 ,这种结构也还是不错的,当然有一个很重要的结构就是,他是全对称的. 就是Xilinx 的芯片的逻辑上资源的密集度是上下左右对称的. 这个有好处,但是也有坏处. Altera 的呢,是横向资源丰富,纵向资源相对较少,但是,在局部的横向上,又可以进行级联LE,DSP,Carry chain 等等. 好了,给大家举个简单的例子.

孤岛式的结构

Altera 的类似的结构,但是颗粒度大,从这张图,应该可以看出altera 在横向资源是很丰富的. 就是同一行的资源远多于同一列的. 输入输出就更是了. 当然,这个和管脚的封装脚的出位不是绝对一一对应 的.

Stratix 的出现

在2001 年,Altera 推出了他们最伟大的产品,Stratix. 当时FPGA 的竞争规则又发生了改变

1. Altera 用TRAM 的形式和Xilinx 的分布式RAM 和blockRAM 竞争

2. Altera 的PLL 性能超越对手

3. 布通率,利用率,表现突出.

但是上面这三点,都不是决定性的. 这个时候,数据通信对背板走线和背板总线要求已经很高了. 实际上FPGA 也摇身变为系统级芯片了.

你不仅要有大的逻辑规模,合理的memory 尺寸,相对丰富的时钟资源,还有就是要有高速的Serdes,缺

少一项,你都会在系统级的应用中只能是亚军!

刚才说了系统级的应用,已经成了FPGA 最残酷的竞争市场. 那么PLD 呢,怎么样了,实际上自然总是物竞天择!PLD 已经变为这样的几种应用了

1. 输入输出的扩展!

2. 简单总线或者接口的协议转换

3. 对系统级的模块进行配置,或者控制.

4. 上电初期的一些管理

就像一个国家的海军一样,PLD 已经成为一些简单的驱逐舰,驰骋大洋的,可以跨海作战的,绝对不是这样的产品可以涵盖的. 所以,你今天喝可乐的时候,不会有太多的选择. 偶尔的一些牌子如同过眼烟云,很快就淡出你的视线了.

是的,十年前我的很多朋友,有在Quicklogic,有在Cypress,现在还有一些在不断出产品的公司,当然,只能是剑走偏锋. 做些细分市场还是可以继续的.但是三国鼎立的形式已经是不可撼动的事实了.

北京和深圳的差别?

你到过我们的首都北京吗?到过我们的特区深圳吗?这样打比喻是因为我在深圳和北京都旅游或者工作过.实际上我也只是想借用这两个城市的布局来做个比喻.

北京是比较对称的城市,有东直门,西直门. 有东单,西单等等. 总之,他的布局就像Xilinx,无数个胡同就是像Xilinx 围绕在CLB 的路由线. 这些资源在Xilinx 的数据手册中有:

但是这些胡同间的联线并不是十分充足. 特别是到了规模很大的时候.Altera 的呢?在深圳的人,如果你不认路,很简单,只要你走到"深南大道,滨河大道,北环大道"上的任意一条,你就可以再从这些大道到你要去的地方. 但是前提是 ,这3 条大道的宽度要够. 提示一点,这三条大道也是东西走向比较平行的. 而且整个深圳也是一个东西走向的城市,地下再有一条地铁,在同样资源的情况下,布通率,和平均车速是非常好的. 而北京的地铁,是环形的.资源上不如深圳的利用率高。

这里无意于评价城市规划和道路设计. 只是比喻.

Altera 的FPGA 就是如同深圳的道路,他可以让你从列上很自如的转到宽阔的行上,然后再到达你的目的地. 所以,可以告诉你一个经验.

1. Altera FPGA,布通率基本在 95%左右,没有太大问题,Stratix 最大的产品,有人有99%的布通率

2. Lattice 的FPGA,规模超过20KLEs,布通效率....有愿意透漏的吗?

3. Xilinx,规模越大,有所恶化.

另外,这个地方也有颗粒度大带来的好处. 所以,有些原来看似不精细的地方,却在规则改变后,就变得反而犀利无比.