三大FPGA厂商竞相发新品，应用点各有侧重

作者 王莹

　　2017年2月，春节刚过，三大FPGA公司不约而同地在京举办新闻发布会，宣布它们或颠覆或创新的产品，例如Xilinx宣布面向5G推出RFSoC，把ADC模拟等功能也集成进SoC，16nm工艺;被Microsemi收购7年的原Actel公司FPGA业务部门推出了28nm中密度FPGA，进军接入网、无线基础设施等市场;2015年底被Intel收购的原Altera部门推出了Cyclone 10，支持10G收发器，20nm工艺，面向汽车、工业自动化等。

Xilinx发布射频级模拟技术，实现5G无线颠覆性技术突破

　　All Programmable技术和器件的企业Xilinx公司宣布通过在其16nm全可编程( All Programmable)MPSoC 中集成射频(RF)级模拟技术，面向5G无线实现颠覆性的集成度和架构突破。Xilinx通讯市场总监Harpinder S Matharu称：“Xilinx全新的All Programmable RFSoC 消除了分立数据转换器，可将5G Massive-MIMO和毫米波无线回传应用的功耗和封装尺寸削减50%~75%。”

　　大规模2D天线阵列系统对提升5G所需的频谱效率和网络密度都很关键。制造商正在寻找各种新方法，以满足严格的商业部署要求。由于All Programmable SoC集成了高性能ADC和DAC，无线电和无线回传单元现在能满足以前无法实现的功耗和封装尺寸要求，同时还能提高通道密度。此外，RFSoC器件具有高度的灵活性，可支持制造商简化设计和开发周期，从而满足5G部署的时间表。

　　集成式16nm RF数据转换技术包括：1)直接RF采样，能简化模拟设计，提高精确度，减小封装尺寸，并降低功耗;2)12位ADC最高支持4GSPS，实现高的通道数量，而且支持数字下转换;3)14位DAC最高支持6.4GSPS，实现高的通道数量，而且支持数字上转换。

Microsemi低功耗的成本优化FPGA系列，用于接入网、无线基础设施、国防和工业4.0

　　Microsemi宣布提供全新成本优化PolarFire 现场可编程逻辑器件(FPGA) 产品系列，在中等密度范围FPGA器件中具备了业界最低功耗、12.7 Gbps串化/解串 (SerDes)收发器，以及领先的安全性和可靠性(图2)。该 FPGA产品系列适合广泛的应用范围，涵盖有线 接入 网络和 蜂窝基础设施、国防 和 商用航空 市场，以及包括工业 自动化和物联网 (IoT)市场的工业 4.0应用。

　　Microsemi副总裁兼业务部经理Bruce Weyer表示：“非易失性FPGA器件首次具备了全部已知好处，其明确的功耗和成本优势超越了带有10 Gpbs收发器的SRAM FPGA器件，从而提供了必要的差异性，在满足客户不断变化的需求的同时填补了市场空白。

　　通过PolarFire FPGA器件，Microsemi公司FPGA器件潜在市场扩大至超过25亿美元的规模，同时涵盖低端和中阶FPGA市场区间，此外，新产品系列的创新特性支持其在通信基础设施市场实现持续增长。

　　现今的蜂窝基础设施和有线接入网络正在面对快速转型，一方面必须为客户提供兆兆字节 (terabytes) 的高价值内容，同时降低运营和资产支出花费，以及减少其热消耗和碳排放。PolarFire FPGA器件提供最低功耗的10Gbps端口，为日益增多的聚合业务提供了高成本效益的带宽处理能力。全新FPGA系列还可以应对市场日益增多的现实网络安全威胁问题，以及基于深亚微米SRAM的FPGA器件的配置内存所面临的单事件翻转(SEU)相关的可靠性问题。

Intel面向工业和汽车市场推出全新多功能FPGA

　　为支持日益增多的物联网(IoT)应用，Intel发布了Cyclone 10 系列FPGA，分为Cyclone 10 GX和Cyclone 10 LP两类，可满足设计团队的不同需求。

　　不同于其他低成本FPGA，Cyclone 10 GX支持10G收发器和硬浮点DSP。相比前一代Cyclone，它可将性能提升2倍。其市场包括注重高性能I/O和核心速度的市场。使用领域包括工业机器视觉和智能城市应用，以支持监控停车场、道路和桥梁等。Cyclone 10 GX还非常适合支持专业视听技术，如视频流应用。

　　针对把成本和功耗作为设计决策关键要素的应用，Cyclone 10 LP是理想的解决方案。这些系统使用的FPGA密度通常小于75K LE，FPGA通常用于芯片到芯片的桥接，或是微处理器的I/O扩展。Cyclone 10 LP还可以在汽车视频处理应用中用于后视摄像头和传感器融合，通过车内多个传感器收集车辆行驶时的数据，，帮助更全面了解车辆行驶情况。

　　“Cyclone 10与Intel公司的整体战略相符。”Intel PSG部产品营销与策划副总裁Alex Grbic称，“PSG部门受Intel大生态图影响，此图涉及从万物到云端，Cyclone 10被定义在用于万物和渠道端(如图3)。”

点评：FPGA厂商各有去向

　　三家公司的产品分别面向高、中、低市场。在应用方面，Xilinx推出的RFSoC针对性最强——5G通信设备市场。相比之下，Intel Cyclone 10是低端产品，面向万物互联的客户端，适用面最广。在创新方面，三家公司各有特色，Xilinx凭借其ARM核SoC处理器，在RF模拟方面进行了新的拓展;Microsemi的亮点是第一次采用了28nm工艺;而Intel FPGA主要在产品的性能/成本比方面下了很大功夫，主要为了符合Intel的全局战略，例如Intel以往在物联网的高端即云端实力雄厚，因此用Cyclone 10来加强中低端实力。

　　Microsemi第一次问世28nm FPGA，使其FPGA器件中具备了业界最低功耗、12.7 Gbps串化/解串 (SerDes)收发器，进军中等密度FPGA市场。Microsemi前两年收购了PMC-Sierra，拓展了通信市场，此番Microsemi FPGA被7年雪藏后复出，以增强通信与工业市场实力。

　　过去FPGA界主要有两大两小：两大巨擎Xilinx和Altera以高密度和先进制程在前方华山论剑，两小将Actel和Lattice都是反熔丝FPGA架构，在后面短兵相接。如今，Lattice侧重消费类电子，其他三家也各有各的Niche Market(利基市场)，形成了暂时的差异化和和平氛围。

　　没有不散的筵席。FPGA厂商今天似乎都各有各的去向，少了往日的硝烟弥漫。这到底是好，还是不好呢?这是否是半导体产业整合时代的一个必经之路呢?总之，年年岁岁花相似，岁岁年年的FPGA还真不同!

本文来源于《电子产品世界》2017年第2期第75页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。