FPGA演進(jìn) 兼顧靈活性和高功效

未來十年，FPGA架構(gòu)的演進(jìn)將會繼續(xù)，可以利用這種兼顧的架構(gòu)不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域。

在英特爾的一份關(guān)于靈活性與效率的報告中，列舉了一個衡量標(biāo)準(zhǔn)，即每毫瓦百萬運(yùn)算次數(shù)。通用處理器的功效相對比較低，但是它的靈活性相對比較高。DSP的功效處在中間，功效最高的是一些專用的硬件，比如說ASIC、ASSP等，但是它的靈活性相對會很低。報告指出，在一個要兼顧靈活與功效的系統(tǒng)中，最好的方案就是處理器與專用硬件相結(jié)合。

如果在FPGA中集成了處理器，會同時兼具硬件與軟件的靈活性。同時，如果我們把ASIC和ASSP的一些特性加入FPGA，又可為這個系統(tǒng)帶來更高的功效和更低的成本，這是硅片融合的一個趨勢。

FPGA廠商有天然優(yōu)勢

作為FPGA的供應(yīng)廠商，我們有天然的優(yōu)勢，因為我們了解FPGA的架構(gòu)，并且有生態(tài)系統(tǒng)。我們可以引用外面的處理器或者是一些硬核的IP來融合系統(tǒng)架構(gòu)。有些芯片廠商如果沒有FPGA的積累，盡管可以去做一些硅片融合，但他們只能做到處理器加上一些硬核的IP，靈活性就沒有像傳統(tǒng)的FPGA廠商這么好。

未來十年，F(xiàn)PGA架構(gòu)的演進(jìn)將會繼續(xù)。在FPGA中我們會有硬核的處理器和大容量的邏輯單元，可以利用這種兼顧的架構(gòu)不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域，覆蓋高性能計算、高性能存儲、汽車馬達(dá)控制等。

需要支撐技術(shù)積累

在迎接硅片融合的時代，如果只是做芯片的話是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。芯片上需要支撐的技術(shù)，我們Altera在這方面也有一些積累，比如說集成處理器等方面。其實在過去的幾年中，我們已經(jīng)有很多的處理器供客戶選擇，包括我們自己開發(fā)的Nios 2的軟核處理器，它是一個RSIC架構(gòu)的處理器，是利用FPGA的架構(gòu)來實現(xiàn)處理器功能的軟核。

根據(jù)我們的調(diào)查，有1/3的客戶會用到一個或多個NIOS軟核處理器，因此在硬核的處理器選擇上，我們也同樣會有ARM硬核處理器集成在FPGA之中，提供給客戶選擇。

在其他處理器方面，我們有MIPS 32這樣的軟核處理器提供給客戶，還有跟飛思卡爾合作的ColdFire軟核處理器、與ARM合作的Cortex軟核處理器。同時，我們也和英特爾合作，因為有些客戶希望為Atom增加靈活性，所以英特爾將我們的FPGA與Atom做到了一個封裝下，成為單芯片方案。

此外，在ASIC方面，我們有HardCopy的技術(shù)，不光是整個芯片可以做成HardCopy，我們還能把FPGA的一部分做HardCopy，這樣就可為客戶提供嵌入式ASIC方案。在ASSP方面，我們也會提供解決方案，同時會有一些IP。舉個例子，我們在2010年收購了一個叫Avalon的公司，這個公司在OTN光通信領(lǐng)域有很多光通信IP的積累。通過收購類似Avalon的公司，Altera能夠為OTN的客戶提供一些解決方案。

在DSP方面，Altera也一直在投入。包括浮點(diǎn)運(yùn)算的DSP架構(gòu)，因為在有些應(yīng)用中需要有浮點(diǎn)運(yùn)算的DSP來提供很大的動態(tài)范圍。在可變精度DSP方面，我們在新一代產(chǎn)品上也會有可變精度的DSP模塊給客戶。

混合系統(tǒng)開發(fā)需對應(yīng)解決方案

在復(fù)雜的系統(tǒng)中，包括有FPGA、處理器、DSP等不同的模塊，如何對它們編程需要多方考慮，包括綜合、仿真時序分析、系統(tǒng)互聯(lián)、基于C語言的編輯工具、DSP編程以及嵌入式軟件工具OS支持等。

現(xiàn)在Altera有50%的開發(fā)人員在做軟件工程支持，另外50%做芯片本身。針對以上提到的混合系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，我們有分別的解決方案：在綜合、方針及時序分析方面，我們有傳統(tǒng)的QuartusII;在片上互聯(lián)方面，我們有Qsys工具;在基于C語言的編程工具方面，OpenCL可以做一個并行編程的編譯器;在DSP編程方面，我們跟The MathWorks合作，可以通過SoPC Builder下的DSP Builder服務(wù)客戶;在嵌入式軟件工具及OS支持方面，由于我們有最強(qiáng)大的處理器組合，因此可以通過他們的第三方開發(fā)工具，獲得對FPGA的開發(fā)支持。