從ASIC到FPGA，到類似ASIC

從ASIC到FPGA的一對(duì)一替代是否是一條不歸之路？答案是否定的。

正如你所看到的，如果說(shuō)幾十年來(lái)，低功耗、小型化、省錢和省時(shí)一直是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的終極目標(biāo)，那么，當(dāng)今該產(chǎn)業(yè)的成本和開發(fā)時(shí)間壓力也更加強(qiáng)調(diào)這些要求，迫使設(shè)計(jì)人員不得不去尋找具有靈活性、安全性和可靠性的解決方案。正是這些“必不可少的”產(chǎn)業(yè)條件為FPGA創(chuàng)造了極大的機(jī)會(huì)，使其能涉足那些傳統(tǒng)上被開發(fā)周期長(zhǎng)、成本高的ASIC技術(shù)所占據(jù)的市場(chǎng)。

根據(jù)分析預(yù)測(cè)，從2002年到2008年，可編程邏輯器件(PLD)市場(chǎng)將有約235% 的增長(zhǎng)，即由23億美元增加到54億美元。

目前的挑戰(zhàn)在于如何使FPGA“更像ASIC”，以便更輕松地實(shí)現(xiàn)成功的過(guò)渡，即降低總體系統(tǒng)成本、單件成本及功耗。這就要求FPGA具備“類似ASIC”的特點(diǎn)，如更高的設(shè)計(jì)安全性和可靠性、采用單芯片技術(shù)及上電即行。

以Flash為基礎(chǔ)的FPGA脫穎而出

因此，F(xiàn)PGA廠商有了很大的機(jī)會(huì)，尤其是滿足這些類似ASIC的技術(shù)需求，使客戶不僅能滿足其特定的功率、器件尺寸和資源需求，同時(shí)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并保護(hù)設(shè)計(jì)免遭盜竊及出現(xiàn)固件錯(cuò)誤。雖然以SRAM為基礎(chǔ)技術(shù)的傳統(tǒng)FPGA解決方案沒(méi)有這些優(yōu)點(diǎn)，但以非易失性 Flash (閃存)為基礎(chǔ)的FPGA便先天地能滿足這些要求，具有類似ASIC的特點(diǎn)。

而且，采用非易失性單芯片F(xiàn)PGA可能是那些板卡空間、功耗、開發(fā)時(shí)間和成本受限的設(shè)計(jì)人員所需要的解決方案。例如，將混合信號(hào)模擬電路、內(nèi)嵌Flash存儲(chǔ)單元 和FPGA架構(gòu)集成在單芯片混合信號(hào)FPGA上，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒖删幊踢壿嫷膬?yōu)勢(shì)帶入那些過(guò)往由價(jià)格高昂和耗費(fèi)空間的分立模擬元件或混合信號(hào)ASIC解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域。而且，將這種FPGA與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的軟處理器核結(jié)合起來(lái)，可使設(shè)計(jì)人員集中精力增添系統(tǒng)的各種獨(dú)特功能和提高最終產(chǎn)品的價(jià)值。

例如通用的 Flash FPGA或前述的混合信號(hào)技術(shù)，非易失性FPGA技術(shù)填補(bǔ)了傳統(tǒng)FPGA和ASIC間的巨大鴻溝。因FPGA不具備實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能所需的容量、性能和能力而“必須”使用ASIC的情形不復(fù)存在。事實(shí)上，基于 Flash 技術(shù)的FPGA具有類似ASIC的特點(diǎn)，這也是市場(chǎng)分析家相信FPGA的市場(chǎng)會(huì)保持兩位數(shù)增長(zhǎng)率的原因。

在未來(lái)的20年，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，設(shè)計(jì)人員不斷追求更低的功耗、更小的器件尺寸、更短的開發(fā)時(shí)間和更低的成本，用心制定航線，繞過(guò)前進(jìn)中的各種障礙 (包括ASIC的成本問(wèn)題) 非常重要。隨著FPGA的容量越來(lái)越大、性能越來(lái)越高、能力越來(lái)越強(qiáng)，而且集成度和靈活性越來(lái)越好，按著這條路線走便會(huì)容易達(dá)到設(shè)計(jì)成功的目的。