FPGA和ASIC走到一起来：互相融合，取长补短

随着一些ASIC制造商提供具有可编程逻辑的标准单元，可编程器件制造商重新对标准逻辑单元发生兴趣。而另外一些公司采取两头并进的方法。市场开始发生变化，在FPGA和ASIC之间正在诞生一种“杂交”产品，以满足成本和上市时间的要求。

“人们想缩小产品的体积，它们向可编程器件供应商求援。”Altera公司应用总监Greg Steinke说。许多ASIC和FPGA公司坚持认为，具有可编程逻辑的ASIC和具有标准单元的可编程器件有着实质性的不同。多家公司宣布推出一种崭新的FPGA和标准逻辑合而为一的单芯片产品，但是这种杂交的产物还没有商品化。新创公司Triscend市场营销总监Barry Chaffin说：“许多公司开始介入这一行业，两年以后，用户会有更多的选择。”该公司制造系统级可编程芯片(CSoC)。ASIC和PLD的不同还表现在设计和开发工具方面。一般来说，ASIC制造商努力把可编程模块变得尽可能像标准逻辑单元，而PLD公司努力把标准逻辑拉到它们的队伍中来。

可编程逻辑器件嵌入标准单元

朗讯微电子是最近从事这种“杂交”工作的公司之一。去年，该公司宣布推出ORCA3+产品家族，它将FPGA和ASIC结合在一起。为了进一步巩固这一发展趋势，朗讯还宣布将它的FPGA、标准产品和ASIC核业务转移给网络和通信部。这种“混合交配”的主意并不是新概念。早在两年前，一些公司几乎在同一时间宣布了结合FPGA和标准逻辑单元的产品，但是，现在真正付诸应用的却少得可怜。

对OEM来说，有一个两难的选择：虽然标准逻辑ASIC芯片尺寸小、功能强大、不耗电，但设计复杂，并且有批量要求。可编程逻辑器件价格较低廉，能在现场进行编程，但它们体积大、能力有限，而且功耗比ASIC大。

当体积缩小时，这种困境更加明显。特别是ASIC，随着体积缩小，前期成本增大。一般来说，0.15微米掩模费为50万美金，0.13微米为100万美金。结果，传统ASIC产品寿命短、成本高，使客户不得不转向其它替代方案。

客户需要在一块芯片上实现更多功能，这使FPGA制造商去寻找其它解决方案。随着制造商将更多的功能做到芯片中，FPGA的极限也被突破。这意味着他们需要将成本降下来，但不想采用全定制ASIC。

因此，可编程逻辑公司将标准的单元加到他们的设计中。“这些公司已经宣布将微处理器内核作为硬核嵌入到可编程器件中。”Baron说，“在今后三年中，他们把自己定位在那些不再对ASIC感兴趣的用户身上。”

在这些宣布达成微处理器内核交易的公司中，Xilinx是其中之一。它在去年与IBM达成了协议。将标准单元核可编程器件集成在一起并不意味着使ASIC更加便宜，或是FPGA更加省电。但是，它让设计人员将双方的优点结合在一起。通过去掉FPGA的一些功能，设计人员可减少成本和开发时间，并增加灵活性。采用标准单元的ASIC吸纳了ASIC低功耗和功能强的优点。混合芯片的功能可在FPGA和ASIC之间调整。

有时很难判定什么是嵌入可编程逻辑的ASIC，什么是嵌入标准单元的FPGA。“朗讯已经宣布他们能够提供任何比例的FPGA或ASIC芯片。”In-Stat公司的分析师Max Baron说，“假如FPGA/ASIC的比例是60/40，这并不损害FPGA市场。”

Xilinx高级产品部高级营销总监Bruce Weyer说：“我得到一些有趣的回答。我问客户Virtex和AISC之间有哪些不同，他们说Virtex是ASIC。”这听起来并不奇怪。设计人员一般基于设计流程定义产品。新一代嵌入标准单元的PLD从工艺角度看更象ASIC，而不是FPGA。

ASIC嵌入可编程逻辑单元

LSI逻辑公司的技术产品高级营销总监Ronnie Vasishta说：“传统上，我们的客户有两个集团：FPGA集团和ASIC集团。如果你要将可编程门安装到ASIC设计流程中。你可以从整个器件的RTL描述开始，接着合成它，然后再通过标准的ASIC工具变换成网表，最后通过放置和布线工具完成它的设计。这是今天最大的挑战。”

在新一代产品的电路板上，空间有限，几乎不能再增加器件。正如Vasishta指出：“你可以留下一块地方，如果你想改变你的设计，或者你还没做足够的验证，不妨留一块地方给PLD，稍后你可以根据要求对它编程。”LSI鼓励ASIC设计人员采用小的可编程逻辑内核，用于修改设计问题。这是降低风险的好办法。假如这种策略有效，这能说服设计人员继续使用ASIC。ASIC制造商增加可编程逻辑的另一个原因是，事情变化得太快，特别是通信协议。

通信芯片是驱使人们将FPGA和标准内核结合在一起的另一个原因。目前，在FPGA市场中，通信应用占到70%。随着速度的加快和复杂性提高，对具有板上处理器、嵌入存储器和其它先进功能的芯片需求见涨。

通信市场的首要任务是加快上市时间，特别是移动产品。另外，功耗和成本也要降低。“以我们刚宣布的FPSC ORT8850为例，”朗讯微电子高级营销经理Shakeel Peera说，“基本上，它是一个850Mbps的SERDES(并行/解并行器件)。当你与一家多服务器交换机供应商交谈，你会发现任何一家公司都将赌注放在ATM、桢中继等产品上。如果你只是用没有FPGA的SERDES，你只能中断某一特殊的接口。你要做的是，买一个FPGA，使它与多个协议配合。”

Baron谈到市场趋势时说，ASIC有了FPGA可改变协议和降低风险。FPGA供应商增加硬核不仅与对手竞争，而且与ASIC抢食市场大饼。还有中间派，他们出售折中的产品。结果是，标准逻辑市场变得模糊，产品定位和公司策略互相渗透。在底端是具有一些标准逻辑的FPGA，在高端是纯粹的ASIC。中间可以是任何合二为一的产品。

ASIC和FPGA之间的界限正变得模糊。系统级芯片不仅集成RAM和微处理器，也集成FPGA。整个工业都朝这个方向发展。这也不是可编程逻辑与ASIC制造商竞争的事。对买家来说，这意味着更多的选择。随着ASIC制造商向下发展，FPGA向上发展。其它公司也在标准单元和可编程逻辑相结合的道路。Triscend正在制造结合有MCU内核、外设IP库和其它功能的可编程逻辑器件。

编辑：吕海英 引用地址：https://news.eeworld.com.cn/newproducts/others/200805/article_18005.html

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