FPGA的盛世:低价与高端一决胜负

技术分类: 可编程器件  | 2008-03-01
Michael Santarini,EDN高级编辑

  至于市场上的另一位老手Altera,它提供采用SRAM的低价Cyclone FPGA系列。Cyclone最早出现在2002年,采用的是130nm工艺技术。该公司在2004年推出了90nm的Cyclone II,而2007年则是采用TSMC(台积电公司)65nm LP(低功耗)工艺技术的Cyclone III。现在,Altera提供8种速度等级的Cyclone III产品,逻辑单元数从5000~120000之间,有高达4M
B的嵌入存储器,以及多达288个260MHz的DSP乘法器。

  今年,该公司亦推出了自己的FPGA Arria系列,面向那些需要有强大功能、相对低价收发器的可编程器件用户。Arria GX与Cyclone相比价格较高,性能更好,因为它支持三种协议:PCIe、GbE(千兆以位太网)和SRIO(串行快速I/O)。

  Arria GX和高端Stratix II GX采用了相同的逻辑结构、收发器技术和工艺技术,但它们在通道数量上不同:Arria GX较慢,现在有较低成本的封装,其收发器只支持2.5Gbps的速度,并且功能较少。例如,Arria GX器件缺少对自适应均衡的支持,这是Altera的高端Stratix II GX所具有的性能。

  新手们

  Lattice在2002年末用130nm ECP(Economy Plus)系列打入了低价FPGA市场。去年,该公司继续推出了90nm ECP2系列,今年则是ECP2M系列。ECP2M为低价FPGA市场增加了两个重要的高端特性:硬接线的3Gbps SERDES和高达5MB的片上存储器,支持DDR和DDR2 I/O、SPI(系统分组接口)4.2 I/O,以及支持硬接线的DSP。Lattice亦提供XP和XP2系列,分别于2005年和去年2月推出。XP2系列在一个晶片上结合了SRAM ECP2架构和一个闪存库。Lattice战略营销总监Gordon Hands说:“我们正尝试让SRAM FPGA加上其相关引导闪存后的价格与等效非易失性产品相同。”他指出,XP类似于Lattice最初的ECP系列,而XP2则类似于ECP2器件,不过密度较低。

  当Xilinx、Altera和Lattice在低价SRAM FPGA上作战时,提供闪存器件的Actel正满足于拓展自己的低价FPGA市场,面向那些需要安全性和低功耗的应用。过去,基于闪存的FPGA速度不如采用SRAM的FPGA,但闪存器件的功耗较低,也比SRAM器件更安全。该公司的低价ProASIC3 FPGA注重低功耗、安全和相对高密度的结合,现在有7个版本,密度为3万个~100万个系统门数。该公司去年在ProASIC3基础上新推出了使用闪存的Igloo FPGA系列,增加了进一步降低功耗的模式。AGLO30是Igloo系列中最小的器件,它的工作功耗可以低至5mW,而最大器件的运行功耗不到1mW,这比SRAM竞争对手都要低两个或三个数量级。

  Actel亦与ARM有一个协议,使用户可以在超低功耗的Actel FPGA上放一个ARM7硬核心。Actel的Mason称:“当你在器件上放一个ARM处理器时,可以获得低至24mA的待机电流。该业务模型允许Actel为客户提供ARM处理器,而没有专利、许可和价格问题。”

  Quicklogic不再把自己当作一家FPGA供应商,但它的低功耗PolarPro和ArcticLink CSSP(客户定制标准产品)还是值得一提。一次性可编程器件是极低功耗的“瞌睡虫”式器件,它可以在手持系统未用时关闭系统的供电,因此节省了系统的总功耗。PolarPro器件有10mA的静态功耗、15mA的活动功耗,以及10mA的动态功耗。ArcticLink器件基本上是PolarPro可编程阵列与硬接线功能在一个晶片上的结合,面向低功耗系统的市场。

  成功的量度

  总的来说,近年来的FPGA业在从ASIC抢夺市场方面成绩斐然,给予用户一个极低价格和相对可靠的选择,以快速设计出创新的下一代产品。从历史上看,客户、媒体以及金融界都把一个公司用最新硅工艺高端器件率先进入市场的能力作为FPGA供应商成功的标志。不过,随着Lattice和Actel这些公司推出具有高端特性的低价器件,并对Xilinx和Altera保持不断的跟随压力,业内人士可能很快会修改一家FPGA供应商成功的定义,即客户承认的对量产合理的特性、性能、节能和价格的正确组合,以及为新兴市场服务的能力。

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