eFPGA将无处不在，从消费到通信，从安全到AI

编译自circuitcellar

嵌入式 FPGA (eFPGA) 是半导体 IP 的下一个大市场。它可以用于几乎所有类型的数字芯片，并且具有显着的软件附加值——就像嵌入式处理器市场一样。在芯片设计方面，eFPGA 提供了竞争优势，可以节省高达数百万美元的成本，并提供迄今为止无法实现的灵活性。由于 eFPGA 使设计人员能够在 RTL 冻结后进行更改，因此芯片设计人员可以灵活地在芯片生命周期的任何时间点进行更改，甚至在客户的系统中同样可以修改。这消除了许多昂贵的芯片微调，并使芯片设计人员能够在一开始就使用相同的芯片解决许多客户和应用问题。它还延长了芯片和系统的寿命，因为设计人员现在能够随着协议和标准的变化而更新他们的芯片。

据 Gartner 称，预计到 2023 年，采用 eFPGA 的半导体市场份额将接近 100 亿美元，复合年增长率超过 50%。然而，与任何高增长市场一样，实现如此快速的市场采用不仅仅是拥有惊人的创新技术。它还需要非常容易实施或集成到现有项目和设计团队中。这就是 eFPGA 大放异彩的地方。事实上，以我们最近的一个客户流片为例，从 FinFET 工艺的 IP 交付开始，整个过程只用了两个半月——而且硅片第一次流片就可以正常工作！

客户的广泛采用

eFPGA 如此迅速起飞的原因之一是它适用于广泛的市场和应用。在国防市场，DARPA正在使用它进行芯片开发，并且最近将 eFPGA 的可用性扩展到其研究团队。网络公司正在使用它，以便他们的加速器现在可以驻留在与数据处理单元 (DPU) 相同的芯片上的 eFPGA 中，从而降低 BOM 成本、系统功耗并提高性能。无线通信公司正在利用 eFPGA 使他们的基站更加灵活，以便实现协议和算法的定制和实时更新。波音等航空航天公司甚至使用它来使他们的航空航天系统更小、更轻且消耗更少的电力。应用程序列表不胜枚举，还包括存储、人工智能和 MCU-IoT 中的应用程序。所有这些用例——以及我没有提到的更多——都受益于 eFPGA 提供的灵活性、节能和降低成本。

随着 eFPGA 市场的扩大，客户参与度也在扩大。下面是一些与 Flex Logix 合作或正在合作实施 eFPGA 的公司的示例：

涉及无线车联网通信的公司——该客户正在将 eFPGA 用于汽车市场中的无线车车通信系统。eFPGA 非常适合这个市场，因为它提供了根据需求修改通信算法的灵活性，以始终确保它们具有最高级别的安全性。与其让一个封闭的系统等待被黑客入侵，该客户可以不断调整和更新他们的算法，以始终提前于任何潜在威胁或黑客攻击。另一个优势是他们能够自己对 eFPGA 进行编程。是的，就是这么简单。

消费类公司——该客户发现少量的 eFPGA 可以为他们提供难以置信的灵活性。系统公司可以在系统级别进行修改，例如修复其 ASIC 中可能出现的错误。这种能力使他们能够适应未来的设计，并允许他们设计出能够支持各种应用的 ASIC。他们可以在设计周期的后期添加功能——以往这是不可能的——或者他们可以即时修复错误和错误。

安全领域公司——该客户正在利用 eFPGA 进行设计混淆，可以将其秘密电路和代码放入 eFPGA。这对于向 Comcast 或 Dish 等运营商销售的机顶盒供应商等客户非常有利。机顶盒制造商获得了一个芯片来服务两个市场，仅新芯片开发成本就可以节省数百万美元。此外，他们销售的客户（例如运营商）可以个性化他们的终端系统，而无需与 MCU 制造商分享他们的商业机密。在当今竞争激烈的全球市场中，公司的“秘诀”对其长期成功至关重要，因此 eFPGA 成为明确的选择。

5G 平台——Flex Logix 的客户之一 Socionext 正在为一家大型通信公司的 5G 平台开发的 7nm ASIC 中提供 eFPGA。通过利用 eFPGA，Socionext 可以提供可重新编程的 ASIC，该 ASIC 可以在流片后重新配置，以适应新的要求以及根据需要不断变化的标准和协议。通过集成 FPGA，Socionext 的客户可以取代系统中的一个芯片，从而提高性能并降低功耗。这也为不再需要与 ASIC 供应商共享其专有设计的运营商带来个性化优势。

eFPGA 无处不在

如前所述，eFPGA 已经成熟到可以在业界广泛使用。它的灵活性、支持更多计算并行性和最终用户的修改能力正在成为系统公司的主流要求。随着我们进入 2022 年，随着开发 SoC 的成本迅速上升，尤其是在先进工艺节点上，对 SoC 可重构性的需求将继续增加。为了经济，SoC 供应商需要销售更多的产品，如果设计具有可重构性，允许 SoC 在更广泛的应用中使用，他们就可以更容易实现这一目标。

由于 eFPGA 可从 100 个 LUT 扩展到 1百万个 LUT，因此 SoC 设计人员可以准确地选择他们需要多少可重构性，并且在许多情况下可以将多个 eFPGA 分布在整个芯片中，将它们放置在需要的地方而不是单个block中。此外，一些在其系统中使用高功耗 FPGA 的客户现在可以将它们集成到 SoC 中，以实现更低的成本、更低的功耗和更高的速度。

Flex Logix 的 EFLX eFPGA 采用标准单元设计，在逻辑密度方面与传统 FPGA 相比具有竞争力，但成本更低，上市时间更快。在当今竞争激烈的芯片设计市场，成本飞涨，芯片变得极其复杂，这些都是显着优势。