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FPGA和ASIC的分界線日益模糊

2018-07-25
關(guān)鍵詞: 賽靈思 FPGA ASIC 芯片

  隨著處理器被添加到傳統(tǒng)FPGA中,,可編程性被添加到ASIC中,,F(xiàn)PGA和ASIC的分界線日益模糊。

  FPGA變得比之前更加流行了?,F(xiàn)在的FPGA不再只是查找表(LUT)和寄存器的簡單組合了,它已經(jīng)成為系統(tǒng)探索的架構(gòu),,以及驗(yàn)證未來ASIC設(shè)計(jì)架構(gòu)的橋梁,。

  從基本的可編程邏輯器件到復(fù)雜的SoC器件,當(dāng)今的FPGA家族陣營極其龐大,。在包括汽車和其它應(yīng)用的AI,、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、航空航天,、國防和工業(yè)自動(dòng)化等各種應(yīng)用領(lǐng)域,,F(xiàn)PGA使得芯片制造商可以在必要時(shí)以更新的方式部署實(shí)施系統(tǒng)。在這種標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和最佳實(shí)現(xiàn)仍然在探索中,,而且要求具備成本競爭力的新興市場中,,F(xiàn)PGA的靈活性至關(guān)重要。

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  這就是賽靈思決定在其Zynq FPGA中添加ARM內(nèi)核以創(chuàng)建FPGA SoC的原因所在,,Aldec市場總監(jiān)Louie de Luna表示,。“最重要的是,,供應(yīng)商已經(jīng)改進(jìn)了工具流程嗎,,這使得人們對(duì)Zynq產(chǎn)生了很大的興趣。他們的SDSoC開發(fā)環(huán)境看起來很像C語言,,對(duì)開發(fā)人員很友好,,因?yàn)閼?yīng)用程序通常是用C語言編寫的。他們將軟件功能放到開發(fā)環(huán)境中,,允許用戶將這些功能分配到具體的硬件上,。”

  其中有些FPGA不只是像SoC,,他們本身就是SoC,。

  “他們可能包含多個(gè)嵌入式處理器、專用計(jì)算引擎,、復(fù)雜接口以及大容量存儲(chǔ)器等,,”O(jiān)neSpin SoluTIons綜合驗(yàn)證產(chǎn)品專家Muhammad Khan說。 “系統(tǒng)架構(gòu)師規(guī)劃并使用FPGA的可用資源,,就像他們?cè)贏SIC上所做的那樣,。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用綜合工具將他們的System Verilog、VHDL或System C RTL代碼映射到基礎(chǔ)邏輯元素中,。對(duì)于大部分設(shè)計(jì)過程來說,,專門針對(duì)FPGA或ASIC或全定制芯片的設(shè)計(jì)差異正在減少?!?/p>

  ArterisIP首席技術(shù)官Ty Garibay非常熟悉這一演變,。“賽靈思2010年開始在Zynq上實(shí)踐這種路線,,他們定義了一款產(chǎn)品,,把ARM SoC的硬宏納入到了當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的FPGA中,”他說,。 “然后,,Altera招募了我做基本上同樣的事情。它的價(jià)值主張?jiān)谟谠S多客戶都想要SoC子系統(tǒng),,但是SoC的特性尤其是處理器那部分并不適合綜合到FPGA中,。將這種級(jí)別的功能嵌入到實(shí)際的可編程邏輯中令人望而卻步,,因?yàn)樗鼛缀跤帽M了整個(gè)FPGA的資源。但是它可以作為整個(gè)FPGA芯片的一小部分或一小部分,,作為一個(gè)硬性的功能而存在,。雖然你沒有為SoC提供真正可重構(gòu)邏輯的能力,但是它們可以通過軟件編程,,以這種方式改變功能,。”

  “這意味著,,這種結(jié)構(gòu)可以同時(shí)具備軟件可編程功能、硬宏和硬件可編程功能,,他們可以一起工作,,”他說。 “這類期間有一些相當(dāng)理想的目標(biāo)市場,,尤其是在低成本的汽車控制領(lǐng)域,,在這種系統(tǒng)中一般都會(huì)以中等性能的微控制器搭配FPGA,現(xiàn)在客戶會(huì)說,,‘我現(xiàn)在可以將整個(gè)功能放到FPGA芯片的硬宏上,,以減少電路板空間,減少BOM并降低功耗,。’”

  這也符合過去30年FPGA的發(fā)展趨勢(shì),。最初的FPGA只是可編程結(jié)構(gòu)和一組I/O。隨著時(shí)間的推移,,內(nèi)存控制器,、SerDes、RAM,、DSP和HBM控制器都慢慢地被硬化了,。

  Garibay說:“FPGA供應(yīng)商一直在繼續(xù)增加芯片面積,同時(shí)也在繼續(xù)增加越來越多的硬邏輯,,這些邏輯被相當(dāng)大比例的客戶群普遍使用?,F(xiàn)在,這些硬邏輯轉(zhuǎn)變成軟件可編程器件,。在ARM SoC之前添加的大多數(shù)東西都是不同形式的硬件,,主要與I/O有關(guān),但也包括DSP,,DSP有足夠的應(yīng)用計(jì)劃,,因此,通過將DSP硬化,,可以節(jié)省可編程邏輯門,?!?/p>


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