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FPGA和ASIC的分界線日益模糊

2018-07-25
關鍵詞: 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,它已經成為系統(tǒng)探索的架構,,以及驗證未來ASIC設計架構的橋梁,。

  從基本的可編程邏輯器件到復雜的SoC器件,當今的FPGA家族陣營極其龐大,。在包括汽車和其它應用的AI,、企業(yè)網絡、航空航天,、國防和工業(yè)自動化等各種應用領域,,F(xiàn)PGA使得芯片制造商可以在必要時以更新的方式部署實施系統(tǒng)。在這種標準,、協(xié)議和最佳實現(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的靈活性至關重要,。

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  這就是賽靈思決定在其Zynq FPGA中添加ARM內核以創(chuàng)建FPGA SoC的原因所在,,Aldec市場總監(jiān)Louie de Luna表示?!白钪匾氖?,供應商已經改進了工具流程嗎,這使得人們對Zynq產生了很大的興趣,。他們的SDSoC開發(fā)環(huán)境看起來很像C語言,,對開發(fā)人員很友好,因為應用程序通常是用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?!?/p>

  其中有些FPGA不只是像SoC,,他們本身就是SoC。

  “他們可能包含多個嵌入式處理器,、專用計算引擎,、復雜接口以及大容量存儲器等,”O(jiān)neSpin SoluTIons綜合驗證產品專家Muhammad Khan說,。 “系統(tǒng)架構師規(guī)劃并使用FPGA的可用資源,,就像他們在ASIC上所做的那樣。設計團隊使用綜合工具將他們的System Verilog,、VHDL或System C RTL代碼映射到基礎邏輯元素中,。對于大部分設計過程來說,專門針對FPGA或ASIC或全定制芯片的設計差異正在減少,?!?/p>

  ArterisIP首席技術官Ty Garibay非常熟悉這一演變,。“賽靈思2010年開始在Zynq上實踐這種路線,,他們定義了一款產品,,把ARM SoC的硬宏納入到了當時現(xiàn)有的FPGA中,”他說,。 “然后,,Altera招募了我做基本上同樣的事情。它的價值主張在于許多客戶都想要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,。將這種級別的功能嵌入到實際的可編程邏輯中令人望而卻步,因為它幾乎用盡了整個FPGA的資源,。但是它可以作為整個FPGA芯片的一小部分或一小部分,,作為一個硬性的功能而存在。雖然你沒有為SoC提供真正可重構邏輯的能力,,但是它們可以通過軟件編程,,以這種方式改變功能?!?/p>

  “這意味著,這種結構可以同時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理想的目標市場,,尤其是在低成本的汽車控制領域,在這種系統(tǒng)中一般都會以中等性能的微控制器搭配FPGA,,現(xiàn)在客戶會說,,‘我現(xiàn)在可以將整個功能放到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。最初的FPGA只是可編程結構和一組I/O,。隨著時間的推移,,內存控制器、SerDes,、RAM,、DSP和HBM控制器都慢慢地被硬化了。

  Garibay說:“FPGA供應商一直在繼續(xù)增加芯片面積,,同時也在繼續(xù)增加越來越多的硬邏輯,,這些邏輯被相當大比例的客戶群普遍使用?,F(xiàn)在,這些硬邏輯轉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,但也包括DSP,,DSP有足夠的應用計劃,,因此,通過將DSP硬化,,可以節(jié)省可編程邏輯門,。”


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