赛灵思CTO:FPGA向SoC和专用化发展

上网时间: 2007年11月01日? 作者:潘九堂? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:FPGA? 可编程逻辑? 硬件可编程?

赛灵思CTO:FPGA向SoC和专用化发展_ESMCOL_1

Ivo Bolsens
全球副总裁兼CTO
Xilinx

“FPGA正前所未有地进入更广泛的应用领域,特别是消费电子领域,我最重要的工作就是引入对赛灵思未来远发展有潜力的技术。”最近来华的赛灵思公司(Xilinx)全球副总裁兼首席技术官Ivo Bolsens对本刊记者表示。

和其它CTO类似,Bolsens是赛灵思技术发展及人才培养的掌舵手,并领导赛灵思研究实验室,主要研究领域在可编程逻辑的前沿技术。特别值得关注的是,他还负责赛灵思的大学计划以及面向初创公司的技术投资基金管理,以把握推动FPGA发展的新技术和新应用。

Bolsens指出:“我们的挑战就是各种各样FPGA创新应用实在是太多了,很多我们自己都不知道,因此我们需要构建一个更强大的生态系统,而大学和初创公司在开发新技术和新应用上扮演非常重要的角色。”

这种做法也引入到了中国。2006年末,赛灵思宣布设立了金额达7,500万美元的亚太区技术基金,投资那些基于可编程逻辑、为重点行业开发创新应用的公司。2007年,赛灵思又分别在上海张江和江苏无锡分别成立了赛灵思可编程IC人才实训基地和FPGA创新中心。不久前,首届“Xilinx杯中国高校开放源码硬件创新大赛”在包括如清华大学和复旦大学在内的国内高校拉开了帷幕。

而赛灵思如此大力打造FPGA生态系统的背后是:在技术和工艺进步的推动下,FPGA的应用范围越来越广,并向SoC和专用化发展,软件可编程和硬件可编程出现融合。为此,FPGA供应商正向平台提供商转型。而对于平台提供商来说,一个强大生态系统的意义在于,一可以不断发现创新应用,二是能够为这些新应用提供系统级的解决方案。

FPGA向SoC和专用化发展

推动FPGA向前发展是因为技术和工艺进步持续提升FPGA的价值。Bolsens介绍说,自1990年来,FPGA的成本降低了500倍、功耗降低了50倍、逻辑容量提高了200倍、速度快了40倍,预计到2010年,FPGA在价格上还会继续降低5倍,容量会增大5倍,单位功耗会有多5倍的功能,另外速度还会提升5倍。

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赛灵思推动FPGA向专用化和SoC发展。

除了可编程逻辑外,FPGA还集成了很多IP硬核,例如最新的PCIe&以太网模块、高速串行收发器、DSP模块以及嵌入式处理器等向SoC发展。Bolsens举例说,如果以FPGA实现一个32位的处理器,那么相当于0.4美元提供240MIPS的性能,或者说2美元提供10万门。事实上,这也与传统DSP和CPU等处理器的发展方向类似,它们也在片上集成了各种硬件加速器,为特定应用提供更高的性能。Bolsens对此解释道:“确实是如此,FPGA通过把更多硬核集成进去,能够适合更多特定的市场,这是一个趋势。不过和同类方案相比,FPGA是可编程的,继承了很多可编程特性。”

除了这种片上集成外,Bolsens还提到未来另一种革命性的趋势,即利用系统级封装技术(SiP)实现“虚拟SoC”。虚拟SoC可能会在同一个封装中集成传感器阵列、处理器、存储器、通用接口、混合信号和高压I/0等器件,以替代带有固化IP的大芯片。由于是多个裸片,每种器件都可以使用最适合自己的工艺,在降低成本、功耗和体积的同时,保持了高性能。Bolsens表示,赛灵思正在和几家厂商一起开发虚拟SoC,但不愿意透露进一步详情。

正是因为FPGA的功能越来越强,Bolsens指出,很多客户可以直接拿的FPGA做非常复杂的SoC,不用担心IC设计方面的问题,而把主要精力放在架构设计、IP、系统软件和系统验证等核心竞争力方面。他进一步解释说,这事实上是一种商业模式的转变,传统上系统厂商采用FPGA,需要自己完成设计定义和设计实现,而随着FPGA厂商可以提供平台化的方案,系统厂商只需要专注设计定义,设计实现由FPGA厂商完成。

FPGA产业这种发展趋势,体现在赛灵思的发展战略上主要有三个方面:一是在技术层面,将越来越多的硬核集成在FPGA中,以面向更多应用;二是在市场层面,通过降低成本和功耗,使FPGA从现有的网络/计算基础设施、工业、医疗和军事扩展到消费电子、汽车和电池供电设备,例如高端便携摄像机;三是在产品上,由标准产品向通用IP(DSP、嵌入式处理和连接)、交钥匙解决方案(如视频、无线和流量管理),以及针对一些市场定制平台(如汽车电子)一步步演进。Bolsens表示:“我们希望从通用的商品型器件一直到非常专用的垂直市场都分别有解决方案!”

由于FPGA向专用化和复杂SoC发展,作为平台提供商的FPGA供应商就不仅需要提供硬件,还需要更加关注软件和应用,而这都需要借助生态系统,不仅包括赛灵思自己的客户支持团队,还有第三方开发商网络,大学计划以及初创公司等。

FPGA走向SoC和专用化,也表明了传统的软件可编程和硬件可编程正走向融合。Bolsens也认同这种趋势。他指出:“是的,未来软、硬件可编程性最终会合到一起,这也是我们赛灵思后面发展的焦点之一。我们提供基于C的FPGA设计工具,以及投资非常多的第三方合作伙伴,也就是让客户最后用FPGA的时候感觉就好像在使用软件一样。”

他还指出,三网融合/三重播放(Triple Play)是未来FPGA最好的机会,包括用于基础设施的高性能Virtex系列,以及用于客户端的低成本Spartan系列。他解释说,数字信号处理(处理数据)、包处理(传输数据)和海量计量(分析数据)是让Triple Play实现的三大关键技术,而这刚好是提供强大DSP功能、互联功能以及运算功能的FPGA优势所在。他笑道:“未来可能每一个电子产品中都有一个FPGA,只是你可能没有意识到自己正在使用FPGA。”

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