FPGA系列必須提供收發(fā)器設計選擇,實現(xiàn)接口控制器,滿足內(nèi)部存儲器模塊容量、速度和功耗等需求。
半導體技術(shù)已經(jīng)進入了新的發(fā)展時期。目前,28nm芯片容量足以滿足整個系統(tǒng)需求,節(jié)省了功率組件和存儲器。但是,工藝工程師、電路設計人員、芯片設計人員和規(guī)劃人員必須一起協(xié)同工作,才能在越來越困難的技術(shù)環(huán)境中進一步提高系統(tǒng)性能和能效。這種變化對整個半導體行業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響,推高了工程成本,增加了風險,大部分系統(tǒng)開發(fā)人員很難使用專用芯片系統(tǒng)(SoC),這同時也改變了FPGA企業(yè)的本質(zhì)及其與用戶的關系。
Altera公司總裁兼CEO John Daane
芯片設計取決于應用
在新的制程中,F(xiàn)PGA通常是最先被采用、驗證和優(yōu)化該工藝的器件之一。但是,對新技術(shù)節(jié)點的需求已經(jīng)超出了電路設計能力,在芯片級甚至是系統(tǒng)級影響設計選擇,例如要考慮高速串行接口。Altera現(xiàn)在通過工藝、器件和電路創(chuàng)新,發(fā)售了Stratix V FPGA,它具有可高度靈活配置的28 Gbps收發(fā)器。但是,在當今以系統(tǒng)為導向的環(huán)境下,只有業(yè)界最快的集成收發(fā)器還遠遠不夠。串行鏈路需要速度足夠快的控制器才能夠跟上收發(fā)器。控制器需要速度很快的片內(nèi)總線、容量足夠大速度足夠快的緩沖來支持它們。所有這些模塊必須滿足能耗要求,具體取決于系統(tǒng)應用以及使用模式。
相應的,Altera收發(fā)器技術(shù)必須提供多種選擇。一些是在電路級——設計了不同版本的收發(fā)器工作在不同速率上,提供不同等級的能耗。從定制28nm系列中選擇芯片,系統(tǒng)設計團隊在收發(fā)器速率和能耗上滿足了自己的系統(tǒng)要求,其它決定是在模塊級。PCI Express Gen3或者DDR3等對性能要求很高、對功耗要求很嚴的控制器是在可編程單元中實現(xiàn),還是在固定硬件中實現(xiàn)?這類模塊應該連接至可編程架構(gòu),還是硬線連接的系統(tǒng)總線,或是都需要連接?答案取決于具體應用。
而高速串行鏈路并不是唯一的實例。當今很多系統(tǒng)設計,包括FPGA以及一個甚至多個32位嵌入式處理器,規(guī)劃人員應該購買CPU作為專用標準產(chǎn)品IC或者高級控制器,還是在FPGA中實現(xiàn)CPU?如果是后者,那么他們應該使用可編程架構(gòu)中的軟內(nèi)核,還是應該選擇Altera SoC FPGA等支持硬核ARM處理器的FPGA?規(guī)劃人員應該怎樣劃分設計才能實現(xiàn)帶寬最大的數(shù)據(jù)流,例如,在高速緩存、DRAM控制器以及加速器之間,而不用跨過芯片邊界?這些答案還是取決于具體應用。不論對于FPGA供應商有多么方便,都沒有適用于所有用戶的一個統(tǒng)一解決方案。
為能夠滿足不同應用的需求,F(xiàn)PGA系列必須提供收發(fā)器設計選擇,實現(xiàn)接口控制器,內(nèi)部存儲器模塊容量、速度和功耗,內(nèi)部總線結(jié)構(gòu),實現(xiàn)CPU以及很多其它因素。
承擔大部分系統(tǒng)設計職責
而大部分系統(tǒng)設計無法承受ASIC的成本,一個芯片設計仍然需要服務于很多用戶。解決這一難題的唯一方法是Altera深入了解用戶的系統(tǒng)設計,找到最能滿足應用需求以及市場規(guī)模的共性領域。這是一個細致而又需要大量知識的過程,使我們能夠進一步貼近用戶的設計團隊。
多年來我們與Altera關鍵用戶密切合作,具有很深的專業(yè)應用知識并且非常熟悉FPGA的設計團隊。而今天在我們與用戶之間打開了另一空間:專用解決方案領域。2012年,很多非常具有競爭力的系統(tǒng)設計團隊將會高度專業(yè)化。他們在建立產(chǎn)品競爭優(yōu)勢上非常專業(yè),但是依靠硅片供應商來提供他們使用的系統(tǒng)平臺。這類設計團隊還需要全套的專用知識產(chǎn)權(quán)(IP)內(nèi)核以及自動IP裝配工具,例如Altera的Qsys等?;蛘撸麄冞€需要完整的參考設計。隨著設計團隊的日益專業(yè)化,他們的硅片合作伙伴將承擔大部分系統(tǒng)設計職責。這些就是Altera在2012年的變革所在。
我們繼續(xù)在28nm以及后續(xù)節(jié)點與代工線伙伴合作,不斷在工藝、器件和電路上實現(xiàn)創(chuàng)新,保持我們在硅片和電路上的技術(shù)領先優(yōu)勢。同時,我們與用戶密切合作,確保交付非常符合他們的功耗、性能和成本特殊需求的產(chǎn)品。我們繼續(xù)深入理解各種專業(yè)應用,從而能夠交付有助于用戶加速其設計規(guī)劃實施的IP和參考設計。