賽靈思25週年慶揭櫫可編程時代來臨
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2009-03-31 00:00
前言:
隨著傳統的閘陣列與結構化陣列正退縮至特殊型高量產市場,現場可編程邏輯閘陣列(FPGA)為21世紀IC技術訂下新的定義。不論是執行關鍵功能,或用在系統核心本身,現今的FPGA均能提供以往僅能透過客製化IC或ASSP才能達成的理想效能、成本、功耗、以及容量。
可編程硬體的可組態彈性,不僅帶來差異化與快速上市時程等傳統優勢,當產量不足以支應開發客製化IC的昂貴成本時,還能提供高投資報酬率。在如今金融與經濟的混沌局勢中,各種先進FPGA技術的問市,讓「臨界點」漸漸浮現,也就是當風險管理以及因應市場動態的能力成為攸關生存的要素時,硬體的可編程能力已成為電子系統製造商一項必要的選擇。
但若想要能真正地靈活應變,研發團隊需要新的設計方法,一方面必須配合緊湊的開發週期與吃緊的預算,另一方面亦須因應日漸攀升的產品數量與技術複雜度。FPGA龍頭廠商Xilinx在台慶祝25週年之際,該公司全球資深副總裁湯立人強調:可編程是大勢所趨!
湯立人指出,目前轉移至可編程元件的時機已臻至成熟。在FPGA產業的發展初期,可編程邏輯最常見於系統週邊,被用作為I/O的膠合邏輯或次要的控制子系統。現今,FPGA已成為系統的核心。當FPGA負責中心控制或DSP功能時,所有系統差異化功能都落在FPGA肩上。此外,因為FPGA在效功能性已大幅提升,即使FPGA只是扮演標準CPU或DSP的輔助角色,大多數的差異化功能仍落在FPGA中。不論哪一種情況,FPGA的角色都改變了整個系統中的IC設計模式。
在財務吃緊的時期,轉移至FPGA讓業者獲得更多的生存空間。傳統客製化設計流程不斷攀高的非重複性研發成本(NRE),在研發預算吃緊的時代,很難有業者能夠承擔。FPGA能提供一種比其他客製化設計更低成本的設計方式 。
加速型技術的驅動力,加上運用界面或處理標準的通用型技術,亦可凸顯出FPGA的另一項優勢,尤其是在像消費性產品等快速變化的市場。而在某些陣列與cell-based技術亦具備的可重複使用型IP核心,不僅最適合搭配FPGA系列產品,更能擴充至各種系列產品。這讓系統業者能因應持續攀升的設計複雜度,並讓每個系列產品成員達到更高的產品精密度。
快速演進的市場力量亦帶動FPGA的發展。在產品生命週期與市場機會日漸減少的時代,FPGA需要的研發時間比傳統ASIC來得短。在消費性市場,平均產品生命週期以往約為三到五年,如今則縮短成一年或更短。即使在像是通訊與軍事航空等市場,以往平均20年的產品生命週期,如今典型產品生命週期已縮短至十年甚或更短。上述因素加上變化莫測的終端用戶口味與顧客需求,亦讓市場偏向FPGA的可編程彈性,這些均意謂著改變將可在整個產品生命週期中的任一階段進行。
賽靈思堅信SoC是未來矽元件的標準,能實現更高的元件整合度、更高的速度、更低的封裝與測試成本、以及更高的系統可靠度,進而降低終端產品的整體成本。處理器與週邊邏輯整合成單一元件,亦有助於簡化機板配置,並減少機板線路數量,進而獲得高速訊號。採用處理器為核心的SoC來進行設計方案,可加快整體設計,以及獲得更富彈性的子系統,以進行各種變更與升級。
在密度與效能的競賽中,賽靈思的藍圖是讓新一代的FPGA採用40奈米製程,為研發業者帶來更進一步的製程微型化與各種功能性IP核心。但這發展只是進行到一半而已。賽靈思深信在未來十年,FPGA將成為唯一能支援各種半客製化應用的可編程平台。在大勢所趨的可編程功能中,FPGA扮演核心角色,而賽靈思的Virtex-6與Spartan-6系列FPGA則提供必要的平台與設計方法,協助電子系統製造商在極具挑戰性的商業與科技環境中,維持創新的領先優勢。