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FPGA进入硅片融合时代

FPGA在经过了从上世纪90年代到2000年的快速发展、随后短期的泡沫破裂、以及近几年的平稳增长的发展阶段,未来会迈入硅片融合时代。

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Altera公司资深副总裁兼首席技术官Misha Burich

下面这张图能够很直观的表示FPGA的演进过程,结构越来越复杂,功能越来越强大,应用越来越广泛。


FPGA发展路线图

FPGA硅片融合的原因
为什么会出现这样的一个发展路线呢?据Altera公司资深副总裁兼首席技术官Misha Burich介绍,通用处理器同样的芯片可以通过软件编写程序来实现不同的应用,使用非常灵活但同时功效较低;ASSP和ASIC等专用芯片通过固化硬件针对专门应用,不可编程,功效高但灵活性差;硅片融合时代的FPGA在“微处理器+DSP+专用IP+可编程”的混合系统架构下,可以解决这样的两难问题,能够兼顾灵活性和效率。未来FPGA会占芯片面积不足50%,将处理器放入FPGA会成为未来的一种发展趋势。


FPGA硅片融合的系统架构

硅片融合时代软件很重要
在硅片融合时代,FPGA厂商如果单单做芯片已经远远不够,还需要做很多的软件开发工作。Misha Burich表示,Altera作为FPGA厂商有天然的优势做硅片融合工作,在FPGA的基础上引入一些IP核,增加应用灵活性。硅片融合的FPGA的混合系统架构对于开发环境的要求就会比较高,包括综合仿真和时序分析、系统互连、基于C语言的编程工具、DSP编程和嵌入式软件工具OS支持等。Altera公司对于软件环境的开发也非常重视,希望客户能够很高效的使用芯片,在易用性和投入产出比方面会做大量工作。Misha Burich透露,公司有50%员工在做软件开发,这样的一个发展的开发环境,一部分Altera会自己开发,一部分会和第三方合作。


FPGA硅片融合需要的软件环境

FPGA应用领域不断增加
FPGA进入硅片融合时代,除了通信领域应用不断增长之外,还会增加许多新的应用领域,比如服务器中用于硬件加速的FPGA满足高速处理需求、固态硬盘中的FPGA能够减少时延、适用于高能效驱动器的FPGA能够增加驱动电机数量、用于汽车中支持车载辅助驾驶的SoC FPGA等。

FPGA硅片融合主要支撑技术
FPGA有可能在未来十年里会以前所未有的发展速度向前发展,在这一过程中,3D封装和OpenCL等技术是关键的支撑技术,Altera正在努力促进这些新技术的发展,迎接FPGA的硅片融合时代。

 

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