CPLD失色 FPGA全盛時代登場?
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2009-04-29 00:00
前言:
早在70年代PLD(可編程邏輯元件)的誕生,為純硬體的數位電路帶來以可由軟體完成的彈性設計空間,但其過於簡單的結構也使它們只能實現規模較小的電路。爲彌補PLD只能設計小規模電路這一缺陷, 80年代中期,業界推出了複雜可編程邏輯元件--CPLD。由於CPLD以適用中低密度應用為目標,市場規模與發展空間相對比以高密度應用的FPGA來得小(參見圖1),因此在近二十年間,PLD(包含CPLD和FPGA)產業歷經適者生存的競爭,其中CPLD業界以Altera、Xilinx和Lattice三家主宰市場,而在FPGA產業則熱鬧異常,除了Xilinx、Altera兩大廠互別苗頭外,Lattice、Actel、QuickLogic、SiliconBlue等新舊廠商也搶著爭食市場大餅.
事實上,FPGA發展策略已經成為PLD業界的主流,尤其大廠因為高度重視,積極強化先進製程與IP庫的豐富性.相形之下,CPLD的發展就持平許多.Altera近年的CPLD產品線有MAXII,Xilinx有CoolRunner-II,Lattice則有MachXO和ispMACH 4000ZE兩款CPLD.這些產品的共通點都是標榜低功耗.功率消耗大,過去一直是CPLD與FPGA的罩門,但導入了先進製程與廠商克服耗電挑戰後,竟然一步步讓CPLD與FPGA得以進入可攜式裝置市場。
像Altera的MAX II 系列 CPLD號稱是最低耗電與低成本的 CPLD。最新的 MAX IIZ CPLD更是強調近零耗電的特色(功耗僅有29 µA),切合電池或低功率應用的需求. 至於強勁對手Xilinx的CoolRunner-II的效能也不遑多讓,以獨家的FZP(Fast Zero Power)技術訴諸功率消耗只有28.8 µW,待機電流只有16 µA。在尺寸上,MAX IIZ晶片面積只有 5 mm x 5 mm,同樣尺寸,提供比傳統macrocell為基礎CPLD的密度高六倍,I/O資源高三倍.
至於Lattice,若以PLD產品涵蓋CPLD和SPLD的陣容來看,該是同業中最齊備者。在台灣CPLD市場,Lattice的佔有率相當高。表1為其CPLD產品特色 ,其中MachXO系列出貨量在今年一月超過1500萬顆,交出漂亮的成績單。近年來Lattice也積極進入FPGA市場,希望能在兩大廠瓜分的市場外,開拓中階市場的新機會。
不可諱言的,CPLD應用市場需求雖然有其空間,但成長空間不大卻是事實,廠商為了長期發展向上升級到FPGA可謂時勢所趨.對CPLD/FPGA供應商來說,若是魚與熊掌不可兼得下,以低階FPGA取代CPLD可能是必要的策略,而這情勢的發展值得觀察。(下期將介紹FPGA產業近況,敬請期待。)