对FPGA技能来说,前期研发在5年前就已开端测验选用多核和硬件协处理加快技能朝体系并行化方向开展。在实践规划中,FPGA已经成为CPU的硬件协加快器,许多芯片厂商选用了硬核或软核CPU+FPGA的形式,往后这一趋势也将继续下去。
CPU+FPGA形式的鼓起
赛灵思依据商场需求,率先于2010年4月28日发布了集成ARM Cortex-A9CPU和28nmFPGA的可扩展式处理渠道(Extensible Processing Platform)架构。
该公司全球商场营销及事务开发高档副总裁VinRatford曾在不同场合着重:“该架构推翻了曾经以FPGA为中心,CPU为辅的理念。现在以CPU为主,FPGA为辅。CPU可独自发动。这个架构针对的是嵌入式软件开发工程师,而不是FPGA工程师。”
时隔不到一年,赛灵思于2011年3月4日又推出了可扩展处理渠道Zynq-7000系列,把FPGA+ASIC+ASSP优势集成在一起,形成了对传统ASIC和ASSP商场的进一步浸透。尽管不会替代后两者,但对它们的现有位置构成了微弱应战(拜见本站报导“‘不是单纯的FPGA’——赛灵思推出可扩展处理渠道Zynq-7000系列”)。
英特尔在2010秋季IDF上发布的凌动E600C可装备处理器SoC封装中,也集成了Altera的FPGA。后者看上的是凌动的处理功用和业界最先进的芯片工艺。
不过,一位FPGA厂商的高层人士指出:“这款可装备处理器选用敞开的规范PCIe作为处理器与芯片的接口,尽管进步了规划灵活性,降低了开发难度,可是接口带宽仍是略显短促。别的,在价格和功耗方面也需较大的改善。”
英特尔对此回应表明,该SoC的功用完全可以满意咱们现在所触及的商场范畴客户的规划需求。当然,针对未来的需求,还会进一步完善。
Altera也依据大批客户的反应和要求,于2010年10月13日发布了自己的嵌入式计划,与ARM、MIPS及Intel等首要嵌入式处理器同伴协作,供给集成了CPU+FPGA的多种技能计划。
美高森美(Microsemi)的SoC产品部(原Actel公司)于2010年11月17日发布了65nm嵌入式闪存工艺的FPGA渠道,选用了ARMCortex-M3微处理器架构及DSP模块。
当然,还有一直在可编程SoC(PSoC)范畴深耕不辍的赛普拉斯(Cypress),其较早前也推出了集成PLD、ARMCortex-M3处理器的PSoC5。
除英特尔选用自己的凌动可装备处理器外,上述几家厂商均挑选了ARM处理器架构。赛灵思的VinRatford及Altera产品和企业商场副总裁VinceHu共同给出了如下几点理由:ARM处理器架构在全球规模内具有老练的互联社区生态环境,200多家芯片协作同伴以及500多家许可证持有者;完善的操作体系支撑;丰厚的IP库。
值得注意的是,已被英特尔收买的风河体系表明,将与赛灵思协作供给根据ARM处理器架构的可装备软/硬件渠道。这关于嵌入式范畴两个冤家——英特尔和ARM的初期竞赛,好像体现出某些“你中有我,我中有你”的状况。ARM好像对这种状况无所谓,究竟遭到支撑的厂商越多越好。但作为风河的店主,英特尔或许更多的是无法。不过在商言商,现阶段也只能安然面临。
CPU+FPGA的并行处理将大行其道
现在,嵌入式体系规划中存在下述一些问题:IP复用;整体本钱和占板面积;工艺;一味进步处理器时钟速率,会使功耗大幅添加及散热恶化,并添加规划人员处理这些问题的时刻和体系本钱;FPGA与CPU之间的信号传输时延较大。
不过,CPU+FPGA的SoC计划现已处理了IP复用问题,高集成度也降低了体系整体本钱、占板面积和功耗。赛灵思和Altera除本身的接口技能外,都选用了ARM的AMBAAXI总线,使时延达到了ns级。往后,多核与硬件协处理器的大规模并行处理技能将大行其道。
还有,赛灵思和Altera除了运用ARM的生态体系,还都在尽力扩展自己的协作同伴规模,以招引更多的规划人员。
Altera软件、嵌入式和DSP营销高档总监ChrisBalough表明:“生产商、用户和辅佐支撑体系在产品上彼此之间会有影响时,就会呈现渠道效应。基本原理是,某一种产品或规范的运用越多,它在用户根底和辅佐支撑体系中的价值就越高。成果,用户根底和辅佐支撑体系就会在这种技能上加大投入,然后招引更多的运用,发生一种自我增强的良性循环。SoCFPGA极有或许看到这种渠道效应。跟着SoCFPGA的不断开展,用户将十分乐意从头运用他们在多种体系中用过的FPGAIP和规划软件。”
FPGA与DSP的交融与竞赛
别的,关于串行结构身世的DSP和并行结构身世的FPGA,两种技能现在都在运用本身的优势开发新工艺和架构,以满意新运用的需求。例如,TI和飞思卡尔不久前针对3G/LTE多规范无线基站运用,各自开发了选用不同技能将CPU、FPGA、ASIC和DSP功用集成在SoC内的计划。而CPU+FPGA+DSP的SoC技能现在也能供给更多的GMACs履行无线DSP算法了。