扩大嵌入式领域势力范围，FPGA厂商积极备战
扩大嵌入式领域势力范围，fpga厂商积极备战
随着经济情势与市场环境的改变，历经长足发展的可编程逻辑组件(pld)正凭借着成熟的技术将触角深入量产型的消费及嵌入式市场，并以更加经济的开发成本持续抢占传统asic/assp市场。
“asic/assp的商业模式愈来愈难以为继，”爱特(actel)公司应用工程师陈冠志指出。巨额的芯片制造成本是首先面临的关卡。“300mm晶圆厂的成本以惊人的速度增长，在45nm节点约需30亿美元；而到了32nm节点，估计会达到100亿美元。” 另一方面，全球市场的动荡情况，也对既有asic/assp的开发及投片带来了巨大压力。“平均每个设计要花费5,000万~1亿美元，”陈冠志说。然而，目前却缺乏规模超过数十亿美元的细分市场来支持这些巨额投资，而这往往导致业者无法获得足够的投资报酬率。 这就是芯片产业的现况。但在pld业者眼中，这却是他们发挥长处的绝佳时机。 包括altera、actel，最近都宣布了强化针对嵌入式市场的产品线及支持能力。 以供应军用级fpga起家的actel，再度强调其特有的flash fpga架构，表示在成本更低、更快上市、灵活性更高等可编程组件特有的优势以外，flash fpga可为各种嵌入式应用带来更高的效能与安全性，特别是针对医疗监控、保全等要求高度时效性(time critical)的应用。 actel希望以flash fpga更低耗电与更高安全性等固有优势，抢占目前sram fpga市场。陈冠志表示，“传统sram fpga结构复杂且占面积，由于它必须用电容充放电，因此静态耗电问题很严重。而我们的fpga采用flash单元，不必用电容做充放电，因没有漏电路径，也就没有静态功耗问题。” 陈冠志强调，actel的flash fpga本身的结构很难被中子或带电粒子击穿，因此安全性远比sram高。基本上，它对于可能为芯片和系统带来重大损失的软错误(soft error)和韧体错误(firm error)等幅射效应免疫。 同时，sram“在制程微缩过程中很容易由于追求更低的电压，导致软错误和韧体错误更常发生，”他指出。另一方面，闸极尺寸的持续缩减也导致电容不断减小，相对使芯片更容易受软及韧体错误的影响。而flash fpga则免除了这些问题。 由于这些特性，actel正积极在各种消费、医疗和工业领域推广其flash fpga。 该公司一款igloo低功耗fpga已应用在手机中，据称该组件实现了业界最小型的3 x 3mm封装尺寸，静态功耗仅有5μw。而针对工业和医疗应用，该公司也提出了fusion系列混合信号fpga，除了内建的闪存单元、rc/xtal振荡器、pll、rtc、参考电压外，也具备可配置模拟单元如adc；温度、电压及电流监控，以及多个模拟i/o，协助设计人员快速完成设计。 altera最近则进一步扩大40nm的stratix iv e fpga密度范围，达820k逻辑单元(le)，主要用于支持更大容量的asic原型开发和模拟，以及固网、无线、军事、计算机和储存等应用。 “除了高密度fpga，我们的nios ii软处理器也已全面支持linux，”altera资深市场工程师王冬刚表示。此外，稍早前，altera也结合了wind river、茂纶、艾睿(arrow)、友晶(terasic)、史宾纳科技(spinel technology)等合作伙伴，共同展示了运用其fpga在工控、自动化、通讯甚至机器人领域的实际应用范例。 例如，茂纶运用stratix ii/iii fpga开发出一系列研发实验板，可随验证逻辑容量需求，让用户自行增加fpga逻辑验证模块，也能直接更换高容量fpga，无须更换平台。艾睿和 altera及美国国家半导体合作，运用cyclone iii fpga和nios ii软处理器开发出了motionfire马达控制开发平台，目标是运用成熟且低成本的fpga产品特性，快速进行马达控制与工业通讯开发和相关测试等工作，适用领域包含了各种工业、汽车、医疗、仪表和消费性电子产品。
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