大容量FPGA提升設(shè)計(jì)難度 應(yīng)用需求呈多樣化趨勢(shì)

低端產(chǎn)品對(duì)FPGA成本和功耗的要求會(huì)更加苛刻，高端產(chǎn)品對(duì)其性能要求會(huì)更高;集成RISC CPU的SOC FPGA芯片應(yīng)用會(huì)更加廣泛。

FPGA容量的不斷增大會(huì)帶來很多好處，比如產(chǎn)品的功能更多、集成度更高、通信系統(tǒng)的帶寬更大、端口更多、單位成本更低等。

大容量FPGA提升設(shè)計(jì)難度

與此同時(shí)，隨著設(shè)計(jì)規(guī)模和FPGA容量越來越大，設(shè)計(jì)也會(huì)越來越困難，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面;一是設(shè)計(jì)本身的復(fù)雜性導(dǎo)致項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員增加，設(shè)計(jì)周期變長(zhǎng)，驗(yàn)證的復(fù)雜性也會(huì)大大增加，回歸次數(shù)變多，收斂時(shí)間變長(zhǎng)，項(xiàng)目質(zhì)量更難以控制等情況;二是FPGA的布局布線更加困難，特別是對(duì)于復(fù)雜的大型設(shè)計(jì)，時(shí)序收斂的時(shí)間越來越長(zhǎng)，需要在設(shè)計(jì)初期由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師對(duì)芯片的布局和管腳的布局進(jìn)行合理規(guī)劃，并且對(duì)代碼質(zhì)量和工具也提出了更高的要求;三是隨著FPGA芯片封裝的增大以及速率越來越高，對(duì)PCB的布線也提出了更高的要求。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，F(xiàn)PGA廠家和EDA工具廠商除了不斷改進(jìn)工具，也在大力推動(dòng)FPGA設(shè)計(jì)人員更加重視設(shè)計(jì)方法學(xué)，從設(shè)計(jì)方法學(xué)入手解決大規(guī)模FPGA設(shè)計(jì)帶來的挑戰(zhàn)。

應(yīng)用FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，可以推出定制化、差異化的產(chǎn)品，這一點(diǎn)對(duì)于小型創(chuàng)新型企業(yè)尤為重要，想要在同巨型企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地必須有自己鮮明特色的產(chǎn)品;第二，可以跟蹤最新的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，快速推出新產(chǎn)品，在市場(chǎng)上搶占先機(jī);第三，隨著FPGA的規(guī)模越來越大，產(chǎn)品的集成度會(huì)大大提高，單芯片系統(tǒng)將會(huì)是未來的大趨勢(shì)，集成度的提高可以顯著提高系統(tǒng)的可靠性并降低成本。

應(yīng)用需求呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)

近幾年，隨著FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)的普及以及FPGA性能的提升和成本的降低，F(xiàn)PGA的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，從最初應(yīng)用的芯片原型設(shè)計(jì)、通信設(shè)備制造領(lǐng)域等逐漸向視頻監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、汽車電子甚至消費(fèi)類電子領(lǐng)域擴(kuò)展，F(xiàn)PGA的應(yīng)用需求呈現(xiàn)出越來越多樣化的趨勢(shì)。當(dāng)前，晨曉公司主要提供通信領(lǐng)域FPGA設(shè)計(jì)和解決方案，包括基于FPGA的Ethernet、SDH/PDH、MPLS-TP、GPON、EPON、10GEPON、PWE3等差異化和定制化的低成本解決方案。

隨著人們對(duì)通信帶寬的需求越來越大，新的通信標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)不斷推出和發(fā)展，F(xiàn)PGA在通信領(lǐng)域的應(yīng)用需求也會(huì)越來越多，甚至在某些領(lǐng)域取代ASIC芯片。

當(dāng)前，由于技術(shù)本身和商業(yè)方面的原因，對(duì)于FPGA的應(yīng)用帶來限制的主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是功耗較高，在節(jié)能環(huán)保成為當(dāng)今世界主旋律的背景下，F(xiàn)PGA限制了很多應(yīng)用;二是成本依然較高，特別是對(duì)于中小型企業(yè)來說，由于采購FPGA芯片的成本很高，限制了很多創(chuàng)新型小企業(yè)使用FPGA的積極性;三是FPGA的設(shè)計(jì)門檻相對(duì)較高，對(duì)于電子工程師來說，如果FPGA設(shè)計(jì)就像單片機(jī)一樣容易，F(xiàn)PGA應(yīng)用的前景將會(huì)無限寬廣。

未來FPGA的應(yīng)用會(huì)越來越多樣化，應(yīng)用領(lǐng)域和范圍會(huì)越來越廣泛;低端產(chǎn)品對(duì)FPGA成本和功耗的要求會(huì)更加苛刻，高端產(chǎn)品對(duì)FPGA的性能會(huì)要求更高;集成RISC CPU(軟核或硬核)的SoC FPGA會(huì)應(yīng)用更加廣泛。晨曉公司目前也正在將Xilinx最新的ZYNC系列FPGA芯片(集成ARM雙核)應(yīng)用到自己的產(chǎn)品中以提高產(chǎn)品的集成度和降低成本。