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结构化ASIC:路越走越宽

在美国加州举办的 “Electronic Summit 2006”上,可编程逻辑器件领先供应商Altera公司首席执行官John Daane说,随着半导体技术的发展,CPLD器件已经不再是“奢侈品”,

在美国加州举行的 “Electronic Summit 2006”上,可编程逻辑器材抢先供货商Altera公司首席执行官John Daane说,跟着半导体技能的开展,CPLD器材现已不再是“奢侈品”,而是成为能够代替ASIC用于消费电子产品的器材。

一种新的技能或规划计划初期上台时,总是伴跟着不同的争议,乃至竞争对手跳出来奚落一番也并不稀罕。4年前当结构化ASIC甫一面世,就有人宣称它只不过是企图使接近逝世的ASIC复生,这种测验是注定要失利的。4年后跟着结构化ASIC的不断开展,它不只被业界逐步认可,成为各种研讨会上热议的焦点论题,还被一些大型芯片供货商所选用,作为处理芯片快速上市或研制预算严重等问题的对策。

结构化ASIC受老牌芯片供货商喜爱

Altera公司是支撑结构化ASIC开展的重量级厂商,HardCopy是其典型的结构化ASIC计划。据悉,现在其HardCopy产品占公司总收入的4%,估计两年之内会上升到10%?15%。并且, HardCopy系列是现在Altera生长最快的产品线,LG、Philips、摩托罗拉和NEC等世界闻名厂商都现已成功在其产品规划中选用了HardCopy计划。而最近加入到HardCopy用户之列的是老牌半导体厂商TI,该公司已在其数字光处理器(DLP)芯片组中选用了HardCopy结构化ASIC。在此之前,英飞凌宣告选用HardCopy开发了一款面向Ethernet-over-Sonet(EoS)运用的器材。

商场调研组织更是表明看好结构化ASIC的商场前景。据Gartner猜测,到2008年,结构化/渠道化ASIC商场的年均归纳增长率将到达82%。而In-Stat公司也估计,结构化ASIC商场在2009年将增长到25亿美元,而这一数字在2004年仅为2亿美元。

结构化ASIC开展的商场驱动力来自于消费电子商场的改变。消费电子商场改变日益加速,需求出产周期也越来越短的特性,迫使IC卖主有必要在尽可能短的时刻内规划出满意客户需求的器材,一起还要给客户留有更多灵敏性。CPLD技能的开展使其本钱下降到消费电子产品能够承受的规模,其灵敏的功能为器材厂商赢得了名贵的上市时刻。

Daane表明,现在的 PLD 与开端的可编程逻辑器材大不相同。曩昔的 PLD 仅是一种原型渠道,而现在的可编程商场产品品种多种多样。从合适简略张贴逻辑型运用的低密度、低本钱 CPLD 直至 FPGA,其间包含的逻辑元件从 2,000 到 180,000 个不等,价格从缺乏 2 美元到 1,000 美元不等。现在的最新型 CPLD 学习了FPGA 架构的特性,跟着规划工程师将把 CPLD 规划推进到一个新的高度,CPLD 和 FPGA 之间的界限在2006年今后还将持续含糊。

Daane 进一步指出,在开展迅速的消费类商场上,Altera低密度Cyclone系列器材以及高密度Stratix FPGA和HardCopy系列结构化ASIC逐步得到了认可。Altera可编程处理计划逐步遭到欢迎的典型事例是Sanyo背投电视和家庭文娱LCD投影仪PLV-Z4选用了Stratix器材。运用Stratix FPGA嵌入的Nios II处理器,Sanyo开发了低本钱的高档图画处理和增强功用——这是ASSP、贵重的ASIC和传统处理器难以完成的。

在ASIC和FPGA之间找到第三条路

在曩昔适当长的时刻内,ASIC和FPGA一直是电子规划的干流技能,二者不同的技能特征造就了它们运用于不同的商场——ASIC被用于大批量的专用产品,以尽可能摊薄高额的规划与制作本钱,完成杰出的性价比;FPGA虽单价贵重,但因为其可编程的灵敏性广受小批量运用的喜爱。但近年来半导体商场发生了明显的改变,打破了二者之间的平衡,产品面市时刻的压力加之对产品规划的方便性和灵敏性要求的进步,使得FPGA的开展势头微弱,可是原有FPGA架构固有的缺点——如功耗高、速度慢、资源冗余、价格贵重等使其在面临杂乱功用规划的要求时仍是会感到费劲,因而人们开端考虑经过技能上的融合在ASIC和FPGA之间找到一条“中心路途”,在其间,结构化ASIC能够说是最成功的测验。

比方,Altera推出的结构化ASIC计划——Hardcopy,是一种把FPGA转换为ASIC的渠道,用户能够运用Stratix FPGA进行原型验证,一旦规划安稳,能够用Hardcopy来直接代替FPGA进行出产,本钱下降70%,并且不必更改电路板。因为结构化ASIC兼具有标准单元ASIC的性价比和FPGA低危险的优势,并大大简化了规划进程,因而被某些分析师看作是最有期望的新一代半导体器材。

In-Stat的ASIC/ASSP首席分析师Jerry Worchel以为,“假如你寻觅一种高杂乱度但需求量小的芯片,FPGA是不贰挑选。假如你需求1000至20000单元,而本钱要在你的体系预算束缚内,则FPGA也是一种好办法。但你必定不会买10万单元单价5美元的FPGA,这便是结构化ASIC的商场了。”

频率和功耗之间的平衡

从半导体规划及制作方面来说,因为芯片工业几近到达功耗和密度的极限,这迫使半导体厂商有必要找出变通之道。Altera开发了运用65纳米工艺的可编程硅架构,客户能够依据自己的运用挑选频率和功耗的组合。Daane在承受记者采访时说:“功耗是芯片规划的一个关键因素。能量损耗是咱们遇到的一个大问题。单靠下降电压现已不能处理问题了。因为不能再下降电压,进步密度和频率也就不容易了。”

所以Altera提出了“功能够用即可”的理念。也便是说客户能够在一个架构中为详细运用挑选所需的频率和功耗级。Altera把这称为功耗优化规划。

Daane以为,可编程逻辑需求较高的工艺水平。他说:“咱们比其他无厂房半导体公司有更多的工艺工程师。”据Daane说,在工艺技能上高投入的结果是,Altera公司90纳米产品的赢利高于公司的平均赢利水平,而竞争对手Xilinx曾揭露表明其90纳米产品的赢利低于公司的平均赢利水平。

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