博弈FPGA厂商

FPGA市场早在90年代后期就经过了一番激烈整合，许多业者不是退出PLD市场，就是出售其PLD业务部门，或将PLD业务部门分立成独立公司，或进行购并等。整合之后，FPGA市场的主要业者仅剩数家，包括Xilinx、Altera、Lattice、Actel、Atmel、QuickLogic等，不过2007年11月QuickLogic也宣布淡出FPGA市场，并转进发展CSSP(客户特殊标准产品)。当然，也不乏SiliconBlue这样的新从业者出现，初创FPGA公司一般都以创新的技术为支撑，瞄准某些特定应用领域而占据了一定的市场份额。

Altera领跑业界率先推出40nm器件

随着对互联网传输视频、高速无线数据和数字电视等服务需求的不断增长，设计人员需要能够提供更快的数据速率、更高的接口带宽和数据处理能力以及更强的解决方案，而且其功效要好。为解决这些设计挑战，借助与TSMC长达15年的牢固合作关系，Altera在业界率先推出了40nm Stratix IV FPGA和结构化ASIC HardCopyIV。两款产品都提供收发器，在密度、性能和低功耗上遥遥领先。Stratix IV系列有680K逻辑单元，比Altera的Stratix III系列高2倍，是目前市场上密度最高的FPGA。HardCopy IV结构化ASIC系列在密度上和Stratix IV器件等价，具有1330万逻辑门(见图1)。Altera 40nm器件满足了众多市场对各种高端应用的需求，例如，无线和有线通信、军事、广播和ASIC原型开发等。

Stratix Iv FPGA系列包括两个型号：具有丰富存储器和DSP资源的增强型Stratix IV E FPGA，以及带有收发器的增强型Stratix IV GX FPGA。Stratix Iv GX FPGA的48个收发器工作在8，5 Gbps，为设计人员提供业界最大的带宽，是任何其他FPGA带宽的两倍以上。Stratix IV GX FPGA还为PCI Express(PCIe)Gen 1和2提供硬核知识产权(IP)支持，并支持多种协议，包括SerialRapidIO、XAUI(包括DDR XAUI)、CPRI(包括6G CPRD、CEI 6G、Interlaken和以太网等。为满足客户对低功耗的需求，Stratix IV系列器件采用了Altera获得专利的可编程功耗技术。这一低功耗技术优化逻辑、DSP和存储器模块，可在设计中需要的地方提高性能，而尽可能降低其他地方的功耗。

在新的HardCopy IV系列中，Altera首次提供了基于收发器的ASIC选择。在设计中使用StratixFPGA，具有FPGA硬件和软件协同设计和协同验证的优势，可将产品面市时间缩短几个月，而使用HardCopy ASIC又具有ASIC量产的优势。

近期该公司还了新版Quartus II设计软件，并为40nm产品提供最佳的IP解决方案。Quartus II软件8.0的性能在业界是最好的，逻辑利用率非常高，而编译时间最短，设计人员采用该软件不但提高了团队设计的效率，而且能够尽快将产品推向市场。

Xilinx细分产品敲开高校大门

Xilinx作为半导体业界的著名FPGA厂商，为FPGA技术创新做出了突出的贡献，目前Xilinx又在数字信号处理领域大展宏图。为迎合数字化广播时代对高速数据信号处理的大量需求，Xilinx把自己的产品分类更细，并把DSP应用的产品单独作为一个方向进行推广。例如高端65nmV5系列：LX、LXT、SXT和FXT，分别针对逻辑密集、嵌入式处理、DSP以及串行连接应用进行了优化。它的DSP设计环境主要由System Generatorfor DSP'V具、AccelDSP综合工具以及丰富的DSP知识产权内核组成。与需要不同算法开发和RTL编码步骤的分立式设计流程不同，SystemGenerator for DSP提供了一个综合的建模和验证环境，从在Simulink中完成最初的设计输入直至最终的FPGA设计收敛，整个流程非常平滑，不需要学习或使用传统的RTL设计方法。AccelDSP综合工具是一个基于MATLAB语言的高级工具，主要用于针对Xilinx公司FPGA的DSP模块设计，可将浮点至定点转换过程自动化、生成可综合的VHDL或Verilog代码，并为验证过程创建测试基准向量。设计人员可以从MATLAB算法生成定点Cordially模型或System Generator模块(见图2)。

Xilinx全球规划中将中国视为一个战略性市场。与“2008可编程解决方案中国巡演”几乎同步，Xilinx联合中国电子学会联手打造了“中国电子学会Xilinx杯开放源码硬件创新大赛”。此次大赛推动了基于现场可编程门阵列的开放源码创新应用，营造“交流、奉献与分享”的开放社区精神，促进中国自主知识产权IP及芯片的发展。另外，Xilinx公司和Ultrawise在无锡成立FPGA创新中心，专注于高端的职业技术教育，将人才培养生态体系的建设作为核心业务。

初创FPGA厂商新品针对便携式应用

FPGA领域依然有新兴业者出现，例如Silicon Blue。成立于2006年的Silicon Blue已经拥有了一定的实力，该公司的策略瞄准的是低功耗手持式移动装置，并不直接与Xilinx、Altera等厂商的高端产品对话。根据Semico调查研究，对于可编程逻辑芯片而言，手持式应用是一个快速增长的市场，预估可编程逻辑芯片在这些应用领域的市场值将在2010年前超过6亿5000万美元。SiliconBlue的产品为大量的手持消费性电子产品――如智能手机、便携式多媒体播放器以及个人导航装置等带来了独特的解决方案(见图3)。

SiliconBlue以65nm标准CMOS工艺技术结合低功率、非易失性配置存储器(NVCM)及标准SRAM技术。SiliconBlue已经在台积电投片生产了包含4个成员的首个FPGA家族――iCE65系列，该系列产品采用自有的片上非易失性配置存储器存储配置数据，无需传统FPGA解决方案所需的额外闪存PROM，因此可节省元器件数目、空间和成本，并可避免数据信息串被窃取，从而提供安全的设计。Silicon Blue策略营销副总裁Birkner先生坦言说，iCE65系列产品没有Xilinx、Almra等提供的高端FPGA的高性能，但功耗要小很多，更适用于中低端便携式设备应用。对于接近零功耗的Xilinx CPLD来说，iCE65系列的性能又拥有绝对领先的优势。

SiliconBlue同时还提供了完整的设计环境。 iCEcube VHDL和基于Verilog的开发软件相当容易上手，提供相似的接口，引导设计工程师将概念转变为信息串。合成和布局工具由Magma设计自动化公司提供，布线和Bitgen工具则由SiliconBlue自行开发。除此之外，iCEman65评估套件提供了一个完整进行低功耗测试和应用发展的平台。可以直言不讳的说，准确的市场定位及自身独特的创新技术是SiliconBlue能够“适者生存”的法则。

QuickLogic转进发展CSSP

2007年下半年QuickLogic淡出FPGA市场，并转进发展CSSP。QuickLogic公司的总裁、主席兼首席执行官E.Thomas Hart直言：Xilinx与Altera已经成为FPGA领域的“可口可乐”与“百事可乐”。言下之意就是，除此之外第三家FPGA厂商很难有窜头的机会。

转向CSSP市场后，QuickLogic推出了PolarPro平台和ArcticLink平台两大系列的多款产品，具备多种尺寸及容量供客户选择。两大CSSP平台中均包括有视频系统模块、网络系统模块、存储系统模块，及其它系统模块，可针对特定用户需求提供灵活的定制解决方案。QuickLogic公司高级平台解决方案市场经理李浩涛表示：“我们的目标市场是手机、计算及消费电子市场，包括智能手机、UMPC/MID、PMP、PND、便携摄像机等。”

近日，QuickLogic基于Apical Limited授权的iridix算法，通过QuickLogic的Vialink专利编程技术，针对移动及便携式多媒体产品的行动模块推出了具备VEE(视频增强引擎)技术的Arcticlink II解决方案平台(见图4)。VEE技术通过有针对性地实时图像/视频数据，为移动系统中的视频媒体提供TV质量的观看体验。与传统的整体改善方法一伽马校对、CABC方法不同，VEE是基于背景感光、以像素为单位来调整图像的。该技术可以根据环境光照的效果调节屏幕显示，而不是简单地通过提高背景光强度改善日光下的可视性，这样不仅使用户得到全新的视频体验，更能让开发人员有效的节省电力。

此外，PolarPro VEE评测模块集成了一个板上环境光传感器，用来测试VEE技术对环境照明的响应，并自主控制VEE强度。评测模块还安装了一个Flash ROM，以保证当CSSP被配置到特定的LCD显示屏上时的VEE参数不变。一个板上开关稳压器可以保证评测模块可以使用移动设备的电源，且不受运行电压的限制，从而可以评测VEE对电池使用寿命的影响。

结语

三网合一等大趋势，会给FPGA带来很大契机，比如最初的手机只具备通话功能，现在手机可以上网、下载、照相，这就要求像素提高、传输速度越来越快、功耗越来越低。这种市场的不断变化、器件要求的不断变化、规格的不断变化带给FPGA更大的发展空间，FPGA面临很好的机遇及挑战。随着技术的进步，FPGA已经在功能、成本等方面取得很大的成绩。如果FPGA能在便携式及电池供电产品等方面有新的设计、新的作为，在功能、功耗、价格等方面满足客户的要求，FPGA将会开创一片新的天地。