张国斌
中国有句古话叫“一个好汉三个帮”，翻译成21世纪的流行语就是“要促成生态系统的成功才能成功”――纵观全球半导体产的发展，那些获得极大成功的企业，大都也带动了其周边企业的成功：英特尔给PC周边的设备企业带来了成功；苹果给iphone周边企业带来了商机；联发科则让中国山寨企业获得了成功，现在，FPGA领军企业赛灵思公司构建的FPGA生态系统已经显山露水，构成巨大生态系统的核心就是“统一”。

在刚刚宣布40nm45nm Virtex－6、Spartan－6量产不久，赛灵思又于2月23日在全球同步发布其{zx1}的28nm超高性能FPGA，与以往赛灵思FPGA产品极大不同的是本次发布的28nm平台采用了统一架构，“统一的架构可以方便客户设计迁移和开发，使系统制造商能充分利用其 IP 开发投资，并能快速开发新一代产品。”在赛灵思28nm平台发布会上，赛灵思公司质量管理和新产品导入全球高级副总裁兼亚太区执行总裁汤立人（Vincent Tong）强调，“客户对这次统一架构产品非常欢迎，这正是响应了他们的需求。”除了采用统一的架构，赛灵思还在用“统一”的IP和接口来构建庞大的FPGA生态系统，“统一”将xxFPGA的未来。

“统一”的架构
熟悉赛灵思FPGA产品线的人都知道，以往，赛灵思产品线分为Virtex系列和Spartan系列，这两个系列的产品在内部架构上略有不同，Virtex系列主要瞄准xx应用而Spartan系列则瞄准一些低端应用，过去，这两个系列产品很好地解决xx应用和低端应用的矛盾，例如高索尼将Virtex用于其xx电视产品，而一些监控设备采用的则是Spartan产品，但是随着电子产品功能日益复杂，大家已经认识低端产品≠低性能产品。“一些低端应用也要用到Virtex产品的特性，而且有些公司内部本身就有xx产品和低端产品，如果分别采用Virtex系列和Spartan系列产品则需要进行两次开发，这对用户来说是一个浪费。”汤立人指出。“所以，这次我们推出了统一架构的下一代FPGA产品让用户不用进行重复的开发，这个新一代FPGA产品与Virtex架构接近，通过不同的配置瞄准高中低端的应用。”

据介绍，赛灵思下一代28nmFPGA采用的是ASMBL™ 架构，这是第四代 ASMBL 架构，也是90nm Virtex®-4 系列后首度推出的创新型、业经验证的柱状技术，可以提高客户及整个生态系统的生产力。其他“统一”表现于推进同代产品的 LUT 结构、Block RAM 和 DSP 切片等常见 FPGA 架构特性的过程。

赛灵思公司亚太区及大中华区市场及应用总监张宇清则补充指出赛灵思在开发新一代产品的时候还考虑了IP package问题，就是“公司内部开发的IP可以在公司内部不同部门之间使用，如果有需求还可以自己进行加密，除此之外，这些IP还可以用到其他产品的开发。”实际上，这是将“IP”也进行了“统一”。
“统一”的IP

统一的架构也可使赛灵思得以实现其“可插接 IP”的愿景，从而帮助客户保障其 IP 投资，并更方便地推出满足多种终端市场需求的产品系列。可插接 IP还能通过降低IP开发成本创建规模更大、响应性更强的业界集群，最终支持赛灵思通过目标设计平台加速创新和降低开发成本的战略。

为支持 IP 模块的互联和嵌入式系统的构建，赛灵思于2009 年 10 月宣布与 ARM 合作开发新一代 AMBA AXI™ 规范且扩展支持 FPGA 实施方案，这将为软硬件设计人员提供经实践检验、广泛采用的标准，进一步推进 IP 的开发和重用。具体见

“在新一代FPGA中，已经采用了ARM总线，在嵌入硬核方面也有新的突破，具体详细内容赛灵思会在4月左右公布。”汤立人表示。“与 ARM 开展新一代 AMBA™ 互连规范协作以扩展 FPGA 实施是可插接 IP 战略的关键组成部分。AMBA 互连技术的采用在 IP 模块互连、系统构建（不管系统是否采用处理器、还是采用外部处理器）方面给软硬件设计人员带来了业经验证、广泛采用的标准。 ”

张宇清则指出很多赛灵思合作伙伴在开发FPGA IP，对此，赛灵思有专门的部门对开发的IP进行认证，“这些认证采用标准程序，确保认证的IP是‘统一’的，如果IP的质量高则赛灵思会在网站公开推广给更多用户。”他指出，“这些认证的IP未来会符合一种新的产品标准，这个产业标准由Synopsys等公司制订。”

“统一”的平台和接口

赛灵思新一代超高性能FPGA依然是赛灵思2009年推出的目标设计平台的一部分，实际上，目标设计平台成为赛灵思构建FPGA生态系统的“统一”平台，一年前，当赛灵思推出这个平台理念的时候被一些人斥为“玩概念！”，但是仅仅不到一年这个平台就显示出了巨大的生命力。因为这个平台有个非常强大的武器――“统一”的接口：FMC。

赛灵思目标设计平台理念贯穿未来设计

FMC全称是FPGA Mezzanine Card （FPGA子卡），也是标准的产物，学名是VITA 57是针对FPGA在嵌入式应用日渐增多而设立的I/O标准，它实际上还是一个物理连接器，通过这个接口，一个FPGA设计可以移植到不同应用上，实际上实现了FPGA设计的复用。具体内容可以参看。

这个小小的接口真有“四两拨千斤”的妙用，通过这个接口FPGA生态伙伴不用考虑FPGA的物理器件参数，直接在自己的开发板上设计好FMC接口就可以了。这是在Spartan－6上的FMC（红色接口部分）

在Spartan－6上的FMC

在刚刚结束的X-FEST上，我注意到TI、美信、赛普拉斯、恩智浦等公司都在自己的开发板上设计了与赛灵思FPGA对接的FMC接口。甚至连英特尔也展示了如何与FPGA对接实现视频处理的方案。具体内容见

恩智浦设计的通信基站方案

上图是恩智浦设计的通信基站方案，左边红色框部分即为FMC接口。可以预见，赛灵思新一代超高性能FPGA推出后，用户这要将后端赛灵思部分换块板子就可以将方案升级。

这是FMC在消费电子应用的实例

赛灵思下一代28nm超高性能FPGA五大特点揭秘
赛灵思下一代28nm超高性能FPGA有哪些特别的看点呢，这里汇集如下：
1、28nm FPGA功耗比目前的产品降低50％，性能提升2倍！（与标准的高性能工艺技术相比，高性能低功耗工艺技术使得FPGA 的静态功耗降低了50%，比前代器件的总功耗减少 50%。同时，新一xx发工具通过创新时钟管理技术可将动态功耗降低20%，而对赛灵思业界{lx1}的部分重配置技术的增强，将帮助设计人员进一步降低33%的系统成本。 ）
2、更多嵌入硬核和I/O端口，单芯片实现1000Gbps交换机构和400G光传输线卡；
3、采用台积电和三星28nm HKMG（高介电层金属闸）高性能低功耗工艺（不是一般的标准28nm工艺）；
4、新的开发工具ISE12即将面市，利用动态时钟门技术大幅降低功耗；
5、ISE12支持第五代局部可重配置技术（具体说来就是让FPGA的某一部分电路在工作的时候重新配置完成新的功能，这在V4V5上已经应用，目前已经xx实用化。）
虽然ASIC领域已经在盛传“摩尔定律实效”但是汤立人表示在FPGA领域摩尔定理依然有效，随着28nmFPGA的推出，22nm 将在2013年左右现世，让我们拭目以待超高性能FPGA给产业带来的巨变吧！

附录：{zx1}28nmFPGA瞄准的应用
{zx1} 28 纳米 FPGA 将支持众多应用，涵盖从专为低成本大规模市场优化的产品，乃至超xx产品。放眼终端市场及其发展趋势，我们可以看到赛灵思正采取切实措施，在保证低功耗的同时不断推出业界{lx1}的 FPGA 功能。
•无线通信——该产业正面临着降低成本并扩展移动网络的双重压力。赛灵思可以通过28 纳米 FPGA来支持网络扩展。28 纳米 FPGA能够以低成本FPGA级的价位提供xx FPGA 级的功能。由于远程射频头依赖对流冷却，正面临着散热管理难题。赛灵思28 纳米 FPGA支持高级算法，能够提高低功率 FPGA 的功率放大器效率，从而使制造商能够创建绿色基站并降低运营开支。更高的密度与性能可支持 LTE 数据传输速率以及复杂的多输入与多输出天线，这样也可扩充网络容量。在客户从宏单元向微单元甚至微微单元基站扩展时，统一架构将支持设计转移。

•有线通信——为了解决日益拥挤的带宽问题，不断扩展有线基础设施，这也推动着100G（以及多个100G）网络汇聚发展。这种新型网络设备需要高性能网络数据处理能力，以实现有效的包处理、流量管理、服务级别协议支持以及安全性等。针对 100+G 包处理而言，主要性能瓶颈在于高速缓冲存储器接口。赛灵思 28 纳米 FPGA 可以为低成本 DDR3 存储器提供灵活、高带宽接口。随着功耗的降低以及密度的提高，网络设备制造商能够提供全新的高带宽线路卡。该线路卡可在现有的机架、电力预算以及冷却能力范围内承载更高流量。随着非重复性工程 (NRE) 成本的增加，对 ASSP 业务模式提出了更高的容量要求。在此情况下，新型超xx FPGA 无疑是xx包处理器更理想的选择。

•航空与国防——降低散热有助于提升高性能计算、电子作战和雷达系统的性能。高集成度与低功耗的xx组合在减小尺寸、重量、功耗和成本((SWAP-C))方面都有优势，能满足移动／手持无线电以及通信基础设施的需求，也有助于加速取代雷达等应用中的 ASIC 产品。同时，统一架构提高了设计的可扩展性，能满足从手持无线电到车载无线电乃至航空无线电等各种应用的需求。

•音频／视频广播—— 随着线缆提供商采用 Edge QAM（正交振幅调制）技术来来支持视频到家服务，赛灵思 28 纳米 FPGA 为制造商提供了高度的硬件灵活性，能够快速响应不断变化的标准要求。数字视频技术的广泛采用要求网络能够传输更多内容：分辨率更高的摄像头正取代胶片的地位。3D 视频技术使摄像头数量翻番，进而推动所需视频数据带宽翻了一番。制造商需要灵活的硬件来支持 10G-SDI、12G-SDI 和 DisplayPort 等各种不同的新标准。电池供电的数码摄像机以及支架贴装的视频处理和交换设备均需要降低功耗，以解决散热管理这一难题。超xx FPGA 可提供处理 2k x 4k 和 8k x 16k 标准视频所需的密度、性能以及高存储器缓冲带宽。统一架构则能提供设计可扩展性，满足不同终端产品的xxx要求。

•工业、科学与医疗——绿色企业尤其强调比如成像、CT 扫描以及 MRI 等系统的低功耗。便携式诊断、监测及xx (DMT) 等医疗设备提倡降低成本，缩减尺寸，并降低静态功耗／总功耗，确保电池供电情况下能长时间工作。制造商希望不断丰富其产品系列，以满足新兴市场的经济要求。他们需要简化设计方案，用有限的资源实现更多功能。赛灵思的小型低功耗 28 纳米 FPGA有助于内窥镜、CT 扫描模拟前端等 DMT 设备的发展。超xx FPGA 可提供 CT 成像和 3D 渲染所需的复杂处理功能。统一架构简化了设计转移，使制造商能根据新兴市场的经济情况丰富产品系列，并用有限资源实现更多功能。

•车载信息娱乐——系统设计人员需要能够支持高计算性能和新标准的低成本、低功耗器件，以用于车道偏离、防撞、倒车后视摄像头及其它数字应用。低功耗可优化汽车音响主机的散热管理，而灵活的高速 I/O 则能支持不断改进的汽车通信接口。

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