三大系列28nm器件成功融入主流高端ASIC和ASSP市場

　　自上世紀(jì)80年代中期FPGA作為1,500 ASIC等效門器件首次進(jìn)入市場以來，F(xiàn)PGA已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。二十年后，隨著賽靈思新款7系列的推出，F(xiàn)PGA準(zhǔn)備實(shí)踐其曾經(jīng)的承諾，即在某天完全取代ASIC，成為電子行業(yè)的主流邏輯IC。隨著7系列FPGA的推出，通過更低的傳統(tǒng)上由ASIC和ASSP占據(jù)主要地位的中低批量應(yīng)用市場的總擁有成本，同時(shí)為大批量應(yīng)用市場提供等同的總擁有成本，賽靈思進(jìn)而從PLD生產(chǎn)商搖身一變成為了一流的邏輯IC供應(yīng)商。另外，這種總擁有成本上的優(yōu)勢與傳統(tǒng)上FPGA能夠加速產(chǎn)品面市和降低風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了充分結(jié)合。總體而言，所有這些因素意味著FPGA正在作為大多數(shù)應(yīng)用事實(shí)上的邏輯IC而興起。

　　在發(fā)布的7系列中，賽靈思將推出前所未有的200萬邏輯單元FPGA，其容量是目前最強(qiáng)大的Virtex®-6器件的2.5倍。按照咨詢對象、設(shè)計(jì)方法和針對應(yīng)用的不同，最強(qiáng)勁的7系列FPGA可以提供介于1,500萬到4,000萬等效ASIC門之間的所有功能。因此，在過去10年里，賽靈思在同等價(jià)格的情況下將FPGA的容量提升到了其10年前所推出產(chǎn)品的30倍以上。

　　不過大幅度提升容量只是7系列整個(gè)故事的開端而已。這些大容量FPGA的運(yùn)行速度比上一帶的Virtex-6更快，但功耗卻只是后者的一半。

　　賽靈思首席執(zhí)行官M(fèi)oshe Gavrielov表示：“ASIC既沒有消逝，也不會(huì)全部退出市場。不過它們僅適用于批量極大的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)過程中，我們曾經(jīng)對為什么要用FPGA心懷疑慮，現(xiàn)在我們則會(huì)問為什么不用FPGA呢？”

　　新推出的7系列是第一款完全由Gavrielov負(fù)責(zé)開發(fā)出來的賽靈思FPGA系列。在2007年加入賽靈思之前，Gavrielov曾擔(dān)任設(shè)計(jì)工具提供商Verisity的首席執(zhí)行官。在此之前，他曾經(jīng)在ASIC公司LSI Logic從事過多年的管理工作。Gavrielov讓賽靈思走上了快速發(fā)展的道路，而驅(qū)動(dòng)這種發(fā)展的主要推動(dòng)因素就是業(yè)界領(lǐng)先的FPGA產(chǎn)品線——7系列的重點(diǎn)所在，以及目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺戰(zhàn)略（具體請見《Xcell雜志》第68期封面報(bào)道：http://www.xilinx.com/publications/archives/xcell/xcell68.pdf）。

　　為了實(shí)現(xiàn)這種增長，7系列進(jìn)行了多項(xiàng)重大改進(jìn)，包括重點(diǎn)突出節(jié)能和大容量、更好總體系統(tǒng)性能的一體化可擴(kuò)展新型架構(gòu)

　　從統(tǒng)一架構(gòu)出發(fā)

　　直到最近推出7系列前，賽靈思的FPGA產(chǎn)品線主要包括高性能的Virtex系列和大批量的Spartan®系列。在賽靈思于上世紀(jì)90年代晚期推出這兩個(gè)產(chǎn)品線的時(shí)候，Virtex和Spartan器件使用的是大相徑庭的架構(gòu)。從用戶的角度來看，這兩個(gè)系列之間存在著顯著的差別，每種器件對應(yīng)的IP和使用時(shí)的設(shè)計(jì)體驗(yàn)也是如此。如果想把終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從Spartan設(shè)計(jì)擴(kuò)展到Virtex設(shè)計(jì)，架構(gòu)、IP和引腳數(shù)量的差異就會(huì)非常明顯。反之亦然。

　　但在采用7系列的統(tǒng)一架構(gòu)后，上述差異將不復(fù)存在。從7系列開始，賽靈思不再使用Spartan品牌推出新器件，而是推出了能全面覆蓋從低成本到高性能的三大系列構(gòu)成的完整FPGA產(chǎn)品線。該產(chǎn)品線均采用了類似的Virtex FPGA架構(gòu)（見圖2）。

　　Virtex仍然是7系列高端FPGA的名稱。新款Virtex-7系列能夠提供多達(dá)200萬邏輯單元的驚人容量，性能則在以前幾代產(chǎn)品的系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上提升兩倍以上。

　　作為低成本市場上Spartan-6 FPGA的平穩(wěn)過渡，新款A(yù)rtixTM-7系列將面向低成本、低功耗應(yīng)用在價(jià)格、功耗和小尺寸方面引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)。

　　三個(gè)系列中的最后一個(gè)系列完美地填補(bǔ)了高端的Virtex-7和低端的Artix-7之間的空白。KintexTM-7具有優(yōu)異的性價(jià)比優(yōu)勢，是賽靈思用于替代主流ASIC和ASSP的平臺。

圖1 — 賽靈思最新 7 系列進(jìn)一步豐富了 FPGA 產(chǎn)品

　　賽靈思可編程平臺開發(fā)高級副總裁Victor Peng預(yù)計(jì)，像Kintex-7這樣的中堅(jiān)產(chǎn)品便于賽靈思提供綜合而完整的產(chǎn)品系列，從而適用于更多的應(yīng)用。

　　Peng表示：“以前，為了填補(bǔ)中端市場，賽靈思需要同時(shí)開發(fā)一款Spartan的高性能、大容量版本和一款Virtex的低成本、小容量和低性能版本。但是Spartan和Virtex在架構(gòu)、IP和引腳數(shù)量方面存在顯著差異。現(xiàn)在，Artix、Kintex和Virtex系列均采用統(tǒng)一的7系列架構(gòu)，客戶能夠更加方便地在系列間移植設(shè)計(jì)，讓其IP投資發(fā)揮出更大的成效。”

　　因?yàn)榭蓴U(kuò)展式處理平臺（EPP）和7系列器件均使用相同的Virtex邏輯架構(gòu)結(jié)構(gòu)，客戶還可以把7系列上的設(shè)計(jì)塊移植到即將發(fā)布的EPP邏輯部分（詳見《Xcell雜志》第71期封面報(bào)道：http://www.xilinx.com/publications/archives/xcell/Xcell71.pdf）。此外，該通用邏輯架構(gòu)還支持ARM AXI4（高級可擴(kuò)展接口）協(xié)議。這意味著賽靈思的內(nèi)部IP開發(fā)人員和數(shù)以百計(jì)的IP合作伙伴可以更加方便地就賽靈思FPGA選用并實(shí)施兼容于AXI的IP。如果許多客戶已經(jīng)構(gòu)建了兼容于AXI的IP，這樣就能更加便于把設(shè)計(jì)從ASIC或者ASSP移植到7系列FPGA。