可編程技術(shù)勢(shì)在必行，一觸即發(fā)

可編程技術(shù)勢(shì)在必行

在2001年的經(jīng)濟(jì)低迷時(shí)期，產(chǎn)品開發(fā)的趨勢(shì)就很普遍。如今的2008-2009年，面對(duì)經(jīng)濟(jì)和商業(yè)形勢(shì)的雙重危機(jī)，這種趨勢(shì)更加變得勢(shì)不可擋。 2009年每家企業(yè)最熟悉的口頭禪就是 “少花錢多辦事”，這意味著員工數(shù)量減少、預(yù)算緊張、市場(chǎng)窗口縮小以及產(chǎn)品生命周期更短。 同時(shí)，企業(yè)首席財(cái)務(wù)官（CFO）更強(qiáng)調(diào)降低風(fēng)險(xiǎn)。這也意味著企業(yè)在財(cái)務(wù)上更為保守，必須更為小心地限制在新市場(chǎng)中的投資。 此外，要求新產(chǎn)品開發(fā)人員還必須要不斷增加亮點(diǎn)，例如新產(chǎn)品，即使是功能更豐富了，也必須在成本和功耗方面展示出更多優(yōu)勢(shì)。 面對(duì)更強(qiáng)烈的產(chǎn)品差異化需求和更為緊張的預(yù)算，設(shè)計(jì)人員看起來真有點(diǎn)無所適從。

現(xiàn)在，轉(zhuǎn)向可編程解決方案的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。 在FPGA行業(yè)的早期，可編程邏輯主要用于系統(tǒng)外圍，做為I/O系統(tǒng)或第二層控制子系統(tǒng)的膠合連接邏輯。 今天，FPGA已經(jīng)應(yīng)用于系統(tǒng)的核心。 當(dāng)FPGA被用于中心控制或數(shù)字信號(hào)處理（DSP）任務(wù)時(shí)，所有的系統(tǒng)差異都可在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 即使是FPGA僅僅作為標(biāo)準(zhǔn)CPU或DSP的配角時(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的許多亮點(diǎn)可能也是通過FPGA實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)镕PGA能夠大幅提升性能和功能。 無論是在哪種情況下，F(xiàn)PGA的角色都在改變系統(tǒng)中IC設(shè)計(jì)的方式。

在當(dāng)前企業(yè)普遍面臨財(cái)務(wù)困難的時(shí)候，轉(zhuǎn)向FPGA在財(cái)政上的可行性更大。 現(xiàn)在的工程預(yù)算很難平衡傳統(tǒng)專用IC設(shè)計(jì)流程不斷增長(zhǎng)的沉沒工程（NRE）成本。 FPGA提供了比任何專用IC設(shè)計(jì)方式更低的設(shè)計(jì)成本。

事實(shí)上，當(dāng)賽靈思CEO Moshe Gavrielov說到“可編程技術(shù)勢(shì)在必行”（the programmable imperative）的時(shí)候，他實(shí)際的含義是指當(dāng)前的形勢(shì)幾乎強(qiáng)制要求從傳統(tǒng)ASIC轉(zhuǎn)移到可編程解決方案。 對(duì)于傳統(tǒng)門陣列和基于單元的ASIC來說，隨著每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的演進(jìn)，其NRE成本都飛速增長(zhǎng)。 例如，從90nm 發(fā)展到 65nm 工藝，傳統(tǒng)ASIC設(shè)計(jì)的前期成本大幅提高。 行業(yè)研究企業(yè)iSuppli 報(bào)告說傳統(tǒng)ASIC營(yíng)收在整體邏輯IC營(yíng)收中的比例從2000年的32%下降到了2008年的20%。 在當(dāng)前的金融形勢(shì)下，甚至ASSP的開發(fā)商也面臨巨大的壓力，特別是當(dāng)特定器件所針對(duì)的終端市場(chǎng)也形勢(shì)不妙的情況下更是如此。

當(dāng)然，傳統(tǒng)ASIC并不會(huì)明天就消失。 ASIC面向的是產(chǎn)量極高的穩(wěn)定產(chǎn)品。 然而，單靠最終產(chǎn)品數(shù)量的增長(zhǎng)，即使是批量達(dá)到數(shù)萬甚至數(shù)百萬，也無法負(fù)擔(dān)ASIC掩膜成本。從90nm到32nm，ASIC掩膜成本從約100萬美元飆升到了約1200萬美元。 對(duì)于EDA工具供應(yīng)商來說，為了跟上工藝技術(shù)的發(fā)展需要投入更多研發(fā)資源，因此服務(wù)于專用架構(gòu)的EDA工具價(jià)格也上升很快。 另一方面，現(xiàn)在的FPGA使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)企業(yè)或部門能夠不必直接負(fù)擔(dān)IC開發(fā)的成本就可以充分利用先進(jìn)的工藝技術(shù)所帶來的優(yōu)點(diǎn)。

FPGA的成本優(yōu)勢(shì)并不限于原始設(shè)計(jì)。在FPGA中轉(zhuǎn)換和重新實(shí)現(xiàn)過時(shí)的ASSP產(chǎn)品，F(xiàn)PGA同樣顯示出其成本優(yōu)勢(shì)。 將現(xiàn)有設(shè)計(jì)或升級(jí)后的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為FPGA，開發(fā)人員將會(huì)發(fā)現(xiàn)隨工藝節(jié)點(diǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代更容易。 采用可編程架構(gòu)，通過增加新的功能能夠大幅延長(zhǎng)最終產(chǎn)品的實(shí)際貨賀壽命。

特別是在消費(fèi)產(chǎn)品等快速變化的市場(chǎng)中，技術(shù)驅(qū)動(dòng)以及通用接口或處理標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用非常明顯。在這些市場(chǎng)中采用FPGA能夠更好地體現(xiàn)出FPGA的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。 盡管在某些基于陣列和單元的技術(shù)中也有可重用IP內(nèi)核，但其更適用于FPGA產(chǎn)品，并且更容易擴(kuò)展應(yīng)用于不同產(chǎn)品線。 這樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門一方面可以解決不斷攀升的設(shè)計(jì)復(fù)雜性難題，同時(shí)還可以為系列產(chǎn)品中的每種產(chǎn)品都提供豐富的特色。

市場(chǎng)需求的快速變化也進(jìn)一步突破了PFGA的實(shí)力和優(yōu)勢(shì)。 當(dāng)前的時(shí)代，其標(biāo)志就是產(chǎn)品生命周期大大縮短，市場(chǎng)窗口更為窄小。而與傳統(tǒng)ASIC相比，F(xiàn)PGA產(chǎn)品需要的開發(fā)時(shí)間更短。 例如，在消費(fèi)領(lǐng)域，平均產(chǎn)品壽命原來是3到5年，而現(xiàn)在縮短到了一年甚至更短。 甚至在通信、軍事航天等垂直市場(chǎng)，此前長(zhǎng)達(dá)20年的典型產(chǎn)品生命周期現(xiàn)在也縮短到10年或更短。 易變的終端用戶興趣和需求所帶來的挑戰(zhàn)也使得FPGA的可重新編程能力更受設(shè)計(jì)人員青睞。FPGA的可重新編程能力意味著能夠在產(chǎn)品生命周期過程中對(duì)其進(jìn)行修改。

事實(shí)上，消費(fèi)市場(chǎng)產(chǎn)品（如LCD顯示和機(jī)頂盒等）開發(fā)的不確定性幾乎使得FPGA成為產(chǎn)品中必需使用的器件。 除了焦點(diǎn)群體和一對(duì)一消費(fèi)調(diào)查研究以外，系統(tǒng)生產(chǎn)商發(fā)現(xiàn)很難提前預(yù)測(cè)6個(gè)月或6年后的產(chǎn)品升級(jí)要求。 因此，許多生產(chǎn)商開發(fā)產(chǎn)品時(shí)都是基于通用的低成本FPGA解決方案也開發(fā)一組核心功能。 利用FPGA作為實(shí)現(xiàn)功能差異化（如協(xié)議支持和圖像處理）的關(guān)鍵單元，生產(chǎn)商現(xiàn)在擁有了更大的靈活性，能夠在開發(fā)過程中進(jìn)行修改并隨時(shí)滿足不斷出現(xiàn)的新市場(chǎng)需求。