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FPGA將逐漸取代ASIC和ASSP

2009-02-03
作者:陸紹強
  可編程邏輯技術目前已經能與ASIC(專用集成電路)和ASSP(專用標準產品)爭奪市場,并逐漸呈現出取代ASIC和ASSP的趨勢,這極大程度上是因為FPGA技術的發展。FPGA產品在邏輯密度、性能和功能上有了極大的提高,同時器件成本也大幅下降。

  另外,FPGA進步的同時,ASIC市場也發生了重大的變化。傳統ASIC供應商逐漸改變過去的通用ASIC戰略,轉而專注于開發滿足特定應用的產品。系統設計商、智力產權開發商和代工制造廠也逐漸開始關注設計者的需求。隨著深亞微米ASIC掩模的成本接近50萬美元,設計人員不得不重新評估定制的固定邏輯器件高昂的、不可再利用的工程成本。許多產品工程師發現,ASIC只有在產量或銷售達到一定規模,才能平衡前期的投資。正是基于這樣的考慮,越來越多的設計人員開始采用FPGA,使得FPGA逐漸吞噬原來由門陣列產品占據的市場。

  同時,ASSP市場的變化也為FPGA提供了新的發展機會。由于FPGA提供更合理的成本和更高的性能,因而成功地取代了分立TTL芯片的市場地位。FPGA在將存儲器、PAL和UART集成進單一芯片方面也取得了相當的成功。除此之外,最近FPGA還被大量用作電路板上連接不同器件的“連接邏輯”器件。

  FPGA推動制造技術的發展

  與過去不同,FPGA供應商迅速采用目前最先進的半導體制造技術。Xilinx已經采用領先的0.15微米技術和銅金屬互連工藝制造FPGA器件,進一步提高了FPGA產品的性能。事實上,FPGA已經成為OEM制造廠“制造工藝發展的驅動器”,取代了存儲器在此方面的地位。制造工藝技術的快速發展使FPGA供應商提供的可編程邏輯器件PLD引腳越來越少,每引腳成本越來越低。

  采用先進工藝技術使FPGA供應商可以從每個大圓片(Wafer)上獲得更多的芯片,提供更多的邏輯容量,并且芯片的性能得到極大的改善。供應商還可以提供延遲鎖相環路以進行片上或片外時鐘管理、提供足夠的片上塊狀RAM并廣泛支持各種單端和差分輸入/輸出標準。這些進步大大縮小了FPGA和ASSP間的差距。
FPGA在有線通信領域的應用

  在有線通信領域,FPGA可以適應不斷變化的標準。雖然獨立ASSP供應商也想推出用于高贏利的數據通信、通信和消費市場的解決方案,但他們會受到標準不斷變化這一問題的干擾。例如,Internet用戶對帶寬的不斷需求為數字用戶線(DSL)技術提供了巨大的市場空間。缺少統一的標準影響了DSL業務的迅速推廣。目前,至少已有7種不同的技術被不同的公司采用,所有的技術都各有短長,不過,我們無法斷言哪一種技術最終能成為業界的標準。

  不斷變化的標準使得ASSP供應商無法明確產品技術的未來發展方向。這使得人們不得不轉向可編程ASSP方案。而且,不同標準之間的沖突可能永遠也無法解決。由于開發成本高昂,ASSP廠商只能冒險選擇一種標準進行開發,而不可能滿足所有的標準要求。而可編程ASSP方案則不存在這一問題。

  可編程ASSP方案

  ASSP市場的競爭非常激烈,延長產品推向市場的時間就意味著失去市場機會。特別是在新興市場,產品開發的時間越來越短,ASSP供應商要保持其產品上市時間快的優勢,必須保證產品有足夠的靈活性、可定制編輯能力,并縮短開發周期,這實際上也是可編程邏輯器件的特點。

  FPGA供應商現在可以解決很多ASSP設計人員無法解決的問題。通用ASSP結構很難滿足每個設計人員的特定要求。因為ASSP必須通用才能保證廣泛的應用。因此設計者必須配合ASSP利用可編程邏輯或ASIC為其產品增加其它增值功能,以便區分市場上的同類產品。這樣會增加成本,占用更多的基板空間,同時也會降低產品性能。

  另外,設計人員有時并不需要ASSP的所有功能。雖然ASSP能基本滿足設計者的要求,但設計人員很少直接采用獨立的ASSP。采用FPGA這樣的可編程ASSP方案,設計人員可以任意選擇所要的功能組合,并通過優化使產品達到最佳的性能。采用可編程ASSP方案,設計人員還可在同一器件上集成增值功能,這樣不僅增加了產品的個性,也能降低成本。■(公司特稿)
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