FPGA厂商之间的博弈

技术分类: 可编程器件  | 2008-07-18
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  FPGA市场早在90年代后期就经过了一番激烈整合,许多业者不是退出PLD市场,就是出售其PLD业务部门,或将PLD业务部门分立成独立公司,或进行购并等。时至今日,FPGA市场的主要业者仅剩数家,包括AlteraXilinx、Actel、Atmel、 Lattice、QuickLogic等,不过2007年11月QuickLogic也确定淡出FPGA市场,并转进发展CSSP(客户特殊标准产品)。当然,也不乏Silicon Blue这样的新从业者出现,初创FPGA公司一般都以创新的技术为支撑,瞄准某些特定应用领域而占据了市场的一定份额。

  Altera领跑业界率先推出40nm器件

  随着对互联网传输视频、高速无线数据和数字电视等服务需求的不断增长,设计人员需要能够提供更快的数据速率、更高的接口带宽和数据处理能力以及更强的解决方案,而且其功效要好。为解决这些设计挑战,借助与TSMC长达15年的牢固合作关系Altera在业界率先推出了40nm Stratix IV FPGA和HardCopy IV ASIC(一种结构化ASIC),两款产品都提供收发器,在密度、性能和低功耗上遥遥领先。Stratix IV系列有680K逻辑单元,比Altera的Stratix III 系列高2倍,是目前市场上密度最高的FPGA。HardCopy IV ASIC系列在密度上和 Stratix IV 器件等价,具有1330万逻辑门(见图1)。Altera 40-nm器件满足了众多市场对各种高端应用的需求,例如,无线和有线通信、军事、广播和ASIC原型开发等。

  Stratix IV FPGA系列包括两个型号,具有丰富的存储器和数字信号处理 (DSP) 资源的增强型(Stratix IV E FPGA) ,以及带有收发器的增强型 (Stratix IV GX FPGA)。Stratix IV GX FPGA 的 48 个收发器工作在 8.5 Gbps,为设计人员提供业界最大的带宽,是任何其他 FPGA 带宽的两倍以上。 Stratix IV GX FPGA 还为 PCI Express (PCIe) Gen 1和2提供硬核知识产权(IP)支持,并支持多种协议,包括 Serial RapidIO、XAUI ( 包括 DDR XAUI) 、 CPRI ( 包括 6G CPRI)、CEI 6G、Interlaken和以太网等。为满足客户对低功耗的需求,Stratix IV系列器件采用了Altera获得专利的可编程功耗技术。这一低功耗技术优化逻辑、DSP和存储器模块,在设计中需要的地方提高性能,而尽可能降低其他地方的功耗。

  在新的HardCopy IV ASIC系列中,Altera首次提供了基于收发器的ASIC选择。在设计中使用Stratix FPGA,具有FPGA硬件和软件协同设计和协同验证的优势,产品面市缩短了几个月的时间,而使用HardCopy ASIC具有ASIC量产的优势。

  近期该公司还发布了新版Quartus II 设计软件,并为40-nm产品提供最佳的IP解决方案。Quartus II 软件8.0的性能在业界是最好的,逻辑利用率非常高,而编译时间最短,设计人员采用该软件不但提高了团队设计的效率,而且能够尽快将产品推向市场。

Altera 40nm Stratix IV和HardCopy IV将大大超过平均ASIC容量

图1 Altera 40nm Stratix IV和HardCopy IV将大大超过平均ASIC容量

  Xilinx细分产品敲开高校大门

  Xilinx作为半导体业界的著名FPGA厂商,为FPGA技术创新做出了突出的贡献,目前Xilinx又在数字信号处理领域大展宏图。我们处于数字化广播时代,对DSP需求很大,显然FPGA在这个领域也拥有独特的优势,可以并行的在一个周期内处理很多事情,它们之间必将是合作和良性竞争的关系。据此,Xilinx把自己的产品分类更细,并把DSP应用的产品单独作为一个方向进行推广。例如高端65nm V5系列分为面向四个领域的优化:LX、LXT、SXT和FXT,分别针对逻辑密集、嵌入式处理、DSP以及串行连接应。它的DSP设计环境主要由System Generator for DSP工具、AccelDSP综合工具以及丰富的DSP知识产权(IP)内核组成。与需要不同算法开发和RTL编码步骤的分立式设计流程不同,System Generator for DSP提供了一个综合的建模和验证环境,从在Simulink中完成最初的设计输入直至最终的FPGA设计收敛,整个流程非常平滑,不需要学习或使用传统的RTL设计方法。AccelDSP综合工具是一个基于MATLAB语言的高级工具,主要用于针对Xilinx公司FPGA的DSP模块设计,可将浮点至定点转换过程自动化、生成可综合的VHDL或Verilog代码,并为验证过程创建测试基准向量。设计人员可以从MATLAB算法生成定点Cordially模型或System Generator模块(见图2)。

使用FPGA实现高性能DSP

图2 使用FPGA实现高性能DSP

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