28nm時代，F(xiàn)PGA設(shè)計取決于應(yīng)用需求

如今FPGA已進入到28 nm時代，在28 nm時代FPGA的容量足以滿足整個系統(tǒng)所需，節(jié)省了功率元件和存儲器。但是，工藝工程師、電路設(shè)計人員、芯片設(shè)計人員和規(guī)劃人員必須一起協(xié)同工作，才能在越來越困難的技術(shù)環(huán)境中進一步提高系統(tǒng)性能和能效。這種變化對整個半導體行業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響，推高了工程成本，增加了風險。大部分系統(tǒng)開發(fā)人員很難使用專用芯片系統(tǒng)(SoC)，這同時也改變了FPGA企業(yè)的本質(zhì)及其與用戶的關(guān)系。

塊設(shè)計取決于應(yīng)用需求

市場對新技術(shù)的需求已經(jīng)超出了FPGA的電路設(shè)計能力，在芯片級甚至是系統(tǒng)級層面影響設(shè)計選擇。比如從應(yīng)用來看，通信、測試和軍事領(lǐng)域等應(yīng)用推動了半導體產(chǎn)品的全面發(fā)展，因此高速互聯(lián)將成為半導體產(chǎn)品最關(guān)鍵、最能突出產(chǎn)品優(yōu)勢的功能，系統(tǒng)設(shè)計人員需要使用各種規(guī)模而且復雜程度不同的IP模塊，從基本算法模塊到收發(fā)器、內(nèi)存控制器、微處理器、訊號處理和通信協(xié)議接口等。相應(yīng)的，這些領(lǐng)域的客戶需要目前40nm還無法實現(xiàn)的高級功能，這些功能主要是收發(fā)器、架構(gòu)性能和密度以及增強DSP模塊等。

舉例來說，高速串行接口就是其中之一。Altera現(xiàn)在通過工藝、器件和電路創(chuàng)新，發(fā)售了Stratix V FPGA，它具有可高度靈活配置的28Gbps收發(fā)器。但是，在當今以系統(tǒng)為導向的環(huán)境下，只有業(yè)界最快的集成收發(fā)器還遠遠不夠。串行鏈路需要速度足夠快的控制器才能夠跟上收發(fā)器，控制器需要速度很快的片內(nèi)總線、容量足夠大速度足夠快的緩沖以支持它們，所有這些模塊必須滿足能耗要求，具體方案取決于系統(tǒng)、應(yīng)用以及使用模式等因素。

高速串行鏈路并不是唯一的實例，當今的很多系統(tǒng)設(shè)計包括FPGA以及一個甚至多個32位嵌入式處理器。規(guī)劃人員應(yīng)該購買CPU作為專用標準產(chǎn)品IC或者高級控制器，還是在FPGA中實現(xiàn)CPU？如果是后者，他們應(yīng)該使用可編程架構(gòu)中的軟內(nèi)核，還是選擇Altera SoC FPGA等支持硬核ARM處理器的FPGA？那么，規(guī)劃人員應(yīng)該怎樣劃分設(shè)計才能實現(xiàn)帶寬最大的數(shù)據(jù)流，例如，在高速緩存、DRAM控制器以及加速器之間，而不用跨過芯片邊界？這些答案還是取決于具體應(yīng)用。不論對于FPGA供應(yīng)商有多么方便，都沒有適用于所有用戶的一個統(tǒng)一解決方案。

需提供完整參考設(shè)計

在28nm FPGA上，Altera不可能通過采用一種工藝幾種不同容量和引腳輸出的一個芯片設(shè)計來服務(wù)于用戶。為能夠滿足不同應(yīng)用的需求，F(xiàn)PGA系列必須提供收發(fā)器設(shè)計選擇，實現(xiàn)接口控制器，內(nèi)部存儲器模塊容量、速度和功耗，內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)CPU以及很多其他因素。Altera的策略是在高端產(chǎn)品線上采用TSMC的HP(高性能)28nm工藝，由Stratix V FPGA滿足這類產(chǎn)品的高密度和性能要求；在中端和低成本產(chǎn)品線上，采用了LP(低功耗)28nm工藝，以滿足客戶的低成本和低功耗要求。

隨著工藝的提升，大部分系統(tǒng)設(shè)計無法承受ASIC的成本，越來越多的系統(tǒng)設(shè)計人員采用FPGA來替代ASIC、ASSP或者微處理器來實現(xiàn)解決方案，因此FPGA能夠更簡單直接地拓展新的市場領(lǐng)域，對FPGA提出的要求就是需要服務(wù)于很多客戶。解決這一難題的唯一方法是深入了解用戶的系統(tǒng)設(shè)計，找到最能滿足應(yīng)用需求以及市場規(guī)模要求的共性領(lǐng)域。這是一個細致而又需要大量知識的過程，Altera也在一直致力于建設(shè)貼近用戶的設(shè)計團隊。

多年以來我們與Altera關(guān)鍵用戶密切合作具有很深的專業(yè)應(yīng)用知識并且非常熟悉FPGA的設(shè)計團隊，而今天在我們與用戶之間打開了另一空間：專用解決方案領(lǐng)域。2012年，很多非常具有競爭力的系統(tǒng)設(shè)計團隊將會高度專業(yè)化，他們在建立產(chǎn)品競爭優(yōu)勢上非常專業(yè)，但是依靠硅片供應(yīng)商來提供他們使用的系統(tǒng)平臺。這類設(shè)計團隊還需要全套的專用知識產(chǎn)權(quán)(IP)內(nèi)核以及自動IP裝配工具，例如Altera的Qsys等。或者，他們還需要完整的參考設(shè)計。隨著設(shè)計團隊的日益專業(yè)化，逐步由他們的硅片合作伙伴來承擔大部分系統(tǒng)設(shè)計功能。

這是Altera在2012年的變革所在。我們將繼續(xù)在28 nm以及后續(xù)節(jié)點與代工線伙伴合作，不斷在工藝、器件和電路上實現(xiàn)創(chuàng)新，保持我們在硅片和電路上的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。同時，我們與用戶密切合作，確保交付非常符合他們在功耗、性能和成本上有特殊需求的產(chǎn)品。我們繼續(xù)深入理解各種專業(yè)應(yīng)用，從而能夠交付有助于用戶加速其設(shè)計規(guī)劃實施的IP和參考設(shè)計，因為Altera的領(lǐng)先優(yōu)勢意味著用戶的領(lǐng)先優(yōu)勢。