65nm低成本FPGA——Cyclone III

      在發(fā)布會(huì)上，Altera公司消費(fèi)、汽車(chē)電子及廣播業(yè)務(wù)部副總裁Tim Colleran用四個(gè)第一來(lái)概述了Cyclone III：首個(gè)從根本上針對(duì)低成本進(jìn)行設(shè)計(jì)的FPGA系列；首個(gè)可供貨的65nm低成本FPGA；首個(gè)使用低功耗工藝的65nm低成本FPGA；首個(gè)高于100K邏輯單元的低成本FPGA。

      Altera資深營(yíng)銷(xiāo)副總裁Jordan Plofsky說(shuō)：“Cyclone III系列與所有其他競(jìng)爭(zhēng)方案相比，適合更多的應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)樵撓盗星八从械赝瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)了低功耗、低成本和高性能。250多名參加了Altera早期試用計(jì)劃的客戶(hù)已經(jīng)在大量應(yīng)用中采用Cyclone III FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要針對(duì)消費(fèi)類(lèi)、汽車(chē)、軍事、工業(yè)和無(wú)線通信等市場(chǎng)?！?/P>

      其中，汽車(chē)和消費(fèi)等成本敏感類(lèi)應(yīng)用是FPGA增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)，也是Cyclone III的主要應(yīng)用市場(chǎng)。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner Dataquest的數(shù)據(jù)顯示，2004年至2010年P(guān)LD市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)15.9%，其中汽車(chē)和消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用分別高達(dá)49.7%和24.4%。另外，無(wú)線市場(chǎng)對(duì)Cyclone III也非常重要。專(zhuān)業(yè)應(yīng)用包括無(wú)線基站、軟件無(wú)線電和顯示，以及圖像和視頻處理等。

      ASIC不再是頭號(hào)敵人，低成本FPGA和DSP爭(zhēng)艷

      一個(gè)有意思的變化是，在Cyclone III的發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)，Altera并沒(méi)有象往常一樣，高談FPGA取代ASIC，而是列舉了很多FPGA在無(wú)線微基站、軟件無(wú)線電、視頻監(jiān)控和便攜醫(yī)療設(shè)備等新興應(yīng)用中取代MCU和DSP的案例——從最近舉行的TI開(kāi)發(fā)商論壇(Texas Instruments Developer Forum)來(lái)看，這些應(yīng)用也被視為T(mén)I DSP產(chǎn)品未來(lái)的增長(zhǎng)點(diǎn)，如面向無(wú)線基站的多核DSP，面向視頻應(yīng)用的達(dá)芬奇平臺(tái)。

      在這些FPGA取代DSP和MCU的案例中，Altera強(qiáng)調(diào)Cyclone III FPGA恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合了強(qiáng)大的DSP乘法器、存儲(chǔ)器和邏輯資源，為更多的應(yīng)用提供更多的資源。例如，在軟件無(wú)線電(SDR)應(yīng)用中，Cyclone III在單個(gè)器件中集成了SDR信號(hào)處理，靜態(tài)功耗低于0.5W。一個(gè)案例是Rockwell Collins的保密移動(dòng)軍用通信項(xiàng)目，其大小、重量、功耗和成本是最關(guān)鍵的因素。該公司采用Cyclone III系列后，在每一方面都能夠采用同類(lèi)最佳的規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了以前無(wú)法獲得的新應(yīng)用。

      而在無(wú)線應(yīng)用中，Cyclone III FPGA的低功耗、高密度和充足的DSP功能使設(shè)計(jì)人員可以在大量新的無(wú)線應(yīng)用中使用低成本系列產(chǎn)品，例如無(wú)線微基站的數(shù)字IF和基帶功能等。另一個(gè)案列是在視頻系統(tǒng)I/O、視頻壓縮編碼以及視頻和圖像處理應(yīng)用中，通過(guò)采用Cyclone III FPGA，客戶(hù)能夠以低于20美元的成本實(shí)現(xiàn)全H.264編碼器，或者以低于5美元的成本實(shí)現(xiàn)高清晰(HD)縮放功能。此外，在顯示應(yīng)用中，Cyclone III器件針對(duì)顯示應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，是第一款能夠滿足所有1080p HDTV性能需求的低成本FPGA。

      Cyclone III擴(kuò)展了低成本FPGA的應(yīng)用空間，尤其是可以與DSP競(jìng)合一些新興市場(chǎng)

      對(duì)于FPGA取代ASIC，Colleran認(rèn)為這已經(jīng)是一種業(yè)界共識(shí)，因此無(wú)需再多言。Colleran對(duì)記者表示：“過(guò)去15年來(lái)，F(xiàn)PGA不斷在侵蝕ASIC市場(chǎng)，F(xiàn)PGA的密度越來(lái)越大，新的ASIC設(shè)計(jì)越來(lái)越少，這種趨勢(shì)還將持續(xù)。當(dāng)然，ASIC技術(shù)也在不斷發(fā)展，功能不斷增強(qiáng)。”

      不過(guò)，就FPGA對(duì)MCU和DSP的取代，他則出言謹(jǐn)慎。他表示：“就FPGA取代MCU和ASIC而言，確實(shí)，這兩種現(xiàn)象都在發(fā)生。我們FPGA中嵌入的NiosII 32位軟核，可以在很多場(chǎng)合中取代MCU，這里所說(shuō)的MCU，不是10美元以下的MCU，而是更高端更復(fù)雜的應(yīng)用。NiosII軟核是我們非常成功的產(chǎn)品?！?/P>

      Colleran特別強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“FPGA不只是取代DSP，更多是和DSP共存。一方面，在某些應(yīng)用中，F(xiàn)PGA會(huì)取代DSP；另一方面，更多的不是FPGA取代DSP，而是FPGA和DSP共存。”他記者解釋說(shuō)，相比DSP，F(xiàn)PGA最大的優(yōu)勢(shì)是并行處理，在同一時(shí)間處理大量不同的任務(wù)。因此在涉及到很復(fù)雜的計(jì)算時(shí)，可以把DSP的一些任務(wù)卸載到FPGA中處理。比如原來(lái)需要用8個(gè)DSP，現(xiàn)在可能只需一個(gè)FPGA實(shí)現(xiàn)。FPGA可以取代大量DSP陣列，做到性?xún)r(jià)比非常高。另外，在復(fù)雜的圖形處理中，F(xiàn)PGA有其它處理器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

      盡管Colleran表示在某些應(yīng)用中FPGA可以直接取代DSP，但他一再?gòu)?qiáng)調(diào)說(shuō)：“FPGA和DSP更多是協(xié)處理關(guān)系。事實(shí)上，在公司層面，Altera和TI有非常緊密的合作關(guān)系，不是競(jìng)爭(zhēng)者關(guān)系，而是合作者關(guān)系?！彼€指出，市場(chǎng)非常非常大，F(xiàn)PGA和DSP都有廣闊的應(yīng)用空間，因?yàn)镈SP和FPGA有一個(gè)共同的特性，那就是可編程、可以重用和算法可以不斷升級(jí)，客戶(hù)既可以使DSP，又可以使用FPGA，實(shí)現(xiàn)更低功耗和更高性能。