FPGA使用触角延伸，走向渠道化

    FPGA的触角愈来愈深化各运用范畴，新开端的ASIC 规划项目已下降到每年 2000 个以下，而新开端的FPGA 规划现已添加到每年 80000 个以上。很明显的趋势是：未来FPGA厂商将从消费类和轿车电子范畴取得可观的商场份额；依据FPGA的DSP功用规划将敏捷添加；结构化ASIC以及渠道化FPGA器材正在改动固有的规划形式。

低本钱FPGA
    ASIC掩膜本钱的上升使FPGA在低于50万片的中小批量项目中更具优势。现在量产型低本钱FPGA，例如Altera的Cyclone系列和Xilinx的Spartan系列价格越来越低，FPGA在许多本钱灵敏的商场上与ASIC不相上下，未来几年轿车和消费类电子将是FPGA最等待的运用地点。
上一年3月Xilinx发布了Spartan-3E系列，本钱比Spartan刚推出时下降了30倍，而且价格不到两美元。Xilinx我国/香港区司理陆绍强表明，上一年末，最新的五款Spartan-3E系列现已悉数量产，从供给样片到彻底量产只花了9个月时刻。Spartan系列的累计收入超越了13亿美元，现在占到Xilinx季度销售额的24%以上。Spartan-3E能够被看作是消费电子用处的FPGA， Xilinx正在加大向机顶盒、DVD播放器、PDP显现器和HDTV等中等批量、消费类产品商场的交给数量。
此外，Xilinx新推出了选用90nm工艺的Spartan-3E XA车用FPGA产品线，进一步下降了每体系门本钱，Spartan-3E和Spartan-3E XA具有合适消费类和轿车电子产品的友爱特征，例如，支撑通用I/O规范，包含PCI 64/66、PCI-X 100、LVD-FPD衔接、RSDS、mini-LVDS和DRAM接口等。例如Spartan-3E所支撑的最小LVDS和RSDS规范答应工程师在视频规划中去掉分立的驱动器。
    Altera在2002年末推出了低本钱FPGA的主打产品—Cyclone系列， 随后又推出了CycloneⅡ系列，容量比第一代产品增大了三倍以上，速度提高了75%。Cyclone系列FPGA出货量在短短的两年多时刻内已超越1,000万个，成为该公司历史上添加最快的产品，其间至少一半进入了消费类电子范畴。
    Altera对轿车商场也寄予厚望，Altera亚太区商场总监梁达观以为，该商场将在2007年进入全面电子化，特别是驾驭仓操控的电子化会对体系芯片的需求大幅添加，CycloneⅡ组合NiosⅡ系列嵌入式处理器，能够完结完好的可编程体系芯片(SOPC)功用，ASIC和ASSP厂商不会立刻供给相应的产品，这是向轿车厂商推行SOPC的大好机会。
    Actel的ProASIC3系列是依据闪存的FPGA，Actel公司产品业务总监Martin Mason表明，ProASIC3 系列能够具有更好的安全性，一起具有上电即用的优势，因而需求的板级器材很少，能够下降消费类产品的全体体系本钱。关于轿车运用来说，依据闪存的FPGA具有极佳的热功用指标，可靠性也更高。
    Lattice刚刚推出了低本钱的LatticeECP2系列FPGA，在大批量的情况下，价格降到每1000查找表(LUT)低于0.50美元。LatticeECP2添加了避免不合法仿制的办法，器材有片上非易失密钥存储器宽和密电路，能用仅有的用户密钥对128位AES加密位流解密。

结构化ASIC
    结构化ASIC的规划正在鼓起，这种产品能够看作是FPGA与规范单元ASIC整合的折衷方案，其长处在于能够完结ASIC的功用，开发时刻缩短了6到9个月，本钱只要FPGA原型的十分之一。Altera的HardCopy和HardCopy II 是结构化ASIC的典型代表。用户能够选用Stratix II FPGA进行原型规划和测验，然后再移植到HardCopy II器材上。
    HardCopy瞄准的方针商场包含显现、通讯和存储等等，现在依据HardCopy的规划正在持续添加中，Altera期望能够满意每年至少100次投片试产的需求。
可是，其它FPGA供货商并不认同结构化ASIC的方案，例如，Xilinx无意进入结构化 ASIC 商场，相反，Xilinx供给一种称为 EasyPath的客户专用FPGA。EasyPath FPGA类似于根底级FPGA，只用少数金属掩膜就能够完结编程。在FPGA依照Xilinx专利的测验办法完结测验之后，依然能够修正I/O和查找表。
    一旦客户以为他们的规划现已确认而且不再需求FPGA的彻底可编程性，客户就可运用EasyPath FPGA导入量产，不需求从FPGA原型到ASIC或结构化 ASIC的转化进程，没有转化差异或芯片差异。EasyPath FPGA可支撑 20K 到200K门逻辑单元，从规划转到批量生产只需求两个月左右的时刻。
    Martin Mason以为，假如将全体项目本钱归入考虑规划，Actel的ProASIC3 系列便能与结构化ASIC一争长短。ProASIC3器材可于体系内编程，且是仅有能支撑软ARM7内核的FPGA。
相同为了抢夺结构化ASIC的商场，Lattice在最新的LatticeSC FPGA中添加了低本钱优化(MACO)的掩膜阵列，每一片LatticeSC FPGA中嵌入了12个结构化的ASIC模块，称为MACO模块。每个MACO模块大约有5万个ASIC门可用来完结IP内核。Lattice正在方案推出一系列LatticeSC器材，这些器材将包含预制的、依据MACO模块的多种高速通讯协议和存储操控IP内核。
可见，结构化ASIC和客户专用FPGA都是下降本钱的可取办法，有利于FPGA扩展运用规划。

依据FPGA的DSP方案
    在FPGA中包含DSP的规划变得越来越遍及，FPGA经过加速DSP算法的要害部分，能够弥补传统DSP处理器的缺乏。
    特别是多媒体音视频和高速数字通讯这两个范畴对数字信号处理才能的需求提高很快，比如新出现的H.264编解码算法以及WiMAX宽带无线网络规范，大都需求多通道实时处理才能和高复杂性算法，这些规范或算法的演进也给了FPGA用武之地，FPGA能够用作DSP的预处理器或协处理器，分管DSP的处理使命。
    Altera率先在StratixⅡ中添加了嵌入式DSP模块，StratixⅡ包含的专用乘法器能够加速乘累加操作的速度，这对许多DSP体系规划来说十分必要。别的StratixⅡ的逻辑单元也能够完结乘法器和DSP功用。CycloneⅡ 器材内部的嵌入式乘法器更合适低本钱的DSP运用，Altera也相同供给MegaCore系列DSP IP 和DSP Builder开发东西。
    Xilinx上一年在DSP方面的资金投入添加了30~40%，特别拟定了XtremeDSP路线图，开始的方针商场是数字通讯、多媒体、视频和成像(MVI)以及防护体系范畴，它们的总和构成了超越80%的高功用DSP商场。 XtremeDSP方案中的器材包含Xilinx较早之前推出的具有DSP功用和嵌入式乘法器的VirtexⅡ和VirtexⅡPro FPGA，2004年推出的低本钱Spartan-3器材也包含了嵌入式乘法器，合适在大批量的场合用做DSP协处理器。最新的Virtex-4 SX FPGA专为DSP功用做了优化，功用比之前的VirtexⅡPro FPGA超出两倍多，功耗只要VirtexⅡ Pro FPGA的1/7。Xilinx表明往后将重视DSP架构器材在功用、本钱以及运用方面的优化。 
    Xilinx现已推出了XtremeDSP MVI解决方案的第一款产品，这个全新的视频协处理套件的子卡依据Virtex-4 SX35 FPGA，每秒可处理77GMAC，能够协助扩展TI DM642处理器的图象增强以及视频编解码才能，一起Xilinx也在不断更新针对DSP算法的软件东西和DSP IP库。

渠道化FPGA
    Xilinx推出的第三代Virtex器材Virtex II Pro系列引入了渠道化FPGA的概念，集成了可编程逻辑、存储器、时钟资源以及PowerPC处理器和千兆位高速串行I/O。第四代的90nm工艺的 Virtex-4多渠道FPGA的3个系列器材别离增强了逻辑、信号处理、高速串行衔接和嵌入式处理的功用，与上一代器材比较功用提高了两倍，功耗下降了50%。
    除了集成软或硬处理器内核以及DSP功用，渠道化FPGA的明显改变是添加了对高速串行衔接的支撑。例如集成622Mbps~10.3125Gbps串行收发器的Xilinx Virtex-4 FX60就支撑现在一切盛行的串行协议规范，包含PCI Express、串行RapidIO、千兆以太网和光纤信道。
    Altera发布了第三代带有嵌入式收发器的StratixⅡGX系列FPGA，Stratix II GX串行收发器的作业速率在622Mbps~6.375Gbps之间，相同支撑多种协议规范。Altera将Stratix II GX定位在6.375Gbps而不是10Gbps，对此Altera的观念是，现在单通道收发器协议要求的最佳规划是1Gbps~5Gbps，在往后三年内将变成3.125Gbps~6.375Gbps，只要很少的用户会实际运用到10Gbps的速率，可是完结10Gbps的功用需求在管芯、功耗和信号完好性上付出代价。因而关于那些少数运用10Gbps的场合，能够一起选用几个高速收发器。
    Martin Mason表明，Actel的爱好在模仿和混合信号范畴，为此，Actel于上一年末推出了Fusion系列FPGA，这是一种能将混合信号的模仿功用、闪存以及FPGA结构集成在一起的单片可编程体系芯片。
    Fusion的硬件模块包含模仿IP和闪存。其间，模仿IP能够依据详细的运用进行设置；其次是软核，包含可装备的MCU(能够是ARM内核或者是8051)。在物理结构中，最有特征的是交流各种外设的”交融骨干”总线，衔接了模仿IP、闪存、FPGA架构中的外设、体系运用以及MCU。 
    Martin Mason着重，Fusion的共同之处在于将可编程逻辑带入了现在只能选用分立模仿元件和混合信号ASIC的运用范畴，例如电源办理、智能电池充电、时钟生成和办理及电机操控等等，而Fusion器材在本钱和灵活性方面的优势十分杰出。信任渠道化的产品也是未来FPGA开展的趋势所至。