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延续上期对CPLD市场的描述，CPLD与FPGA的关系就像MCU中 8位与32位架构一样，8位仍有其市场，但若要产品设计更加智能化与多任务性就要朝向FPGA的升级之路.相较于CPLD，FPGA(现场可编程门阵列)市场的增长潜力相当可观。根据预估，2007年-2012年间FPGA的年复合增长率(CAGR)达8%，这当中重要的驱动力是在于制程的提升大幅克服FPGA在耗电与高成本的传统罩门。
产业生态
FPGA供货商体系长期以来Xilinx与Altera这两王相争的局面不曾改变，尤其在最新一代采40/45nm制程的高阶产品推出后(Xilinx为Vertex-6;Altera为 Stratix IV)竞争态势更是达到最高点! 对设计者而言,从这两大厂屡屡在制程,技术与价位上创新突破,让FPGA的可编程性特色跃为当前嵌入式系统设计关键的角色.过去被视为不可能的”FPGA将取代ASIC”的论调,在今天看来可行性已大为增高.
此外,为了在FPGA市场生存,Lattice以中阶市场为标的,力争上游.另一家Actel则透过向ARM授权,将FPGA产品定位在低功耗的便携装置上,由于该公司长于Flash-based架构搭配ARM core后大幅降低FPGA进入主流消费电子应用的门坎， IGLOO nano和ProASIC3 nano两条低功耗产品线表现出现(Actel提供技术文章详见本期内容). 除了以上四家外,SiliconBlue也是以超低功耗FPGA异军突起,辈份算最浅,不过公司成员皆来自前述公司,对手持市场怀抱理想.
以下段落将以Xilinx和Altera两家厂商的最新产品为例,突显高阶FPGA的研发趋势.
40nm制程突破高阶FPGA功耗罩门
赛灵思与Altera最新一代的FPGA都采用40/45nm制程,在功耗与效能上都有重大突破,以下简述其特色.
赛灵思Virtex-6 FPGA: 日前正式出货的Virtex-6 FPGA是针对需要低功耗、高速连网能力及强大运算能力应用的可编程基础平台。Virtex-6系列产品采用40nm架构，具备高速序列收发器及降低功耗技术，是赛灵思公司和其所选择的第三方供货商，为系统开发人员和设计人员，在各种应用市场中进行工具和IP资源开发的基础平台，这些应用市场涵盖通信、音/视频、广播、工业、测试测量、医疗和军事等领域。
全新Virtex-6和低成本Spartan-6系列均于今年2月推出，能降低整体系统成本高达50%，减少整体功耗多达65%，并可提供业界首创的760,000个逻辑单元，为业界提供最低成本、最低功耗、最高密度、最高效能及最大频宽。上述功能与ASIC相比，明显着降低开发系统单芯片的成本和风险，同时可提供先进IC生产技术所具备，也是设计人员期望的高效能和低功耗特性。Virtex-6 FPGA为高效能系统设计人员提供业界首创的逻辑水准、DSP和连结功能。此组件的11.2 Gbps收发器，能帮助40G和100G有线通信设备的开发人员去满足现有资料中心针对高频宽的需求所需的功耗和冷却针脚面积，同时其降低功耗技术可帮助“绿色环保”基地台的构建者，提供网络运营商实现明显降低OPEX和碳排放的能力。Virtex-6FPGA还能使音/视讯广播业界能够获得更好的图像品质，支持更多的视讯流，同时降低每通道的功耗和成本。在航天和国防业界中，Virtex-6 FPGA绝对能够满足建置高效能运算和软件定义无线电应用的需求。
Virtex-6与Spartan-6 FPGA与ISE设计套件、第三方合成、模拟和信号完整性工具、参考设计和IP一起建构这个基础平台。在接下来几个月中，赛灵思将开始提供支持嵌入式、DSP和逻辑/连结系统开发的领域专用平台。这些领域专用平台为基础逻辑平台增加可预测、高可靠、及智能型的整合技术特定组合，其中包括更高等级的设计方法论和工具、IP、开发硬件、操作系统以及为嵌入式处理、DSP和逻辑/连接设计而最佳化的参考设计。在提供领域专用平台之后，赛灵思将随之交付市场专用平台，可帮助软件或硬件开发人员快速建构并开始执行针对市场的特殊应用，如车用、消费性和通信等特定市场。
Altera Stratix IV收发器FPGA
率先推出40nm制程FPGA的Altera,在今年年初该公司亚太区副总裁兼董事总经理Erhaan Shaikh对本刊表示, 40nm科技的意义在于它能使Altera做到密度最高、最复杂的FPGA，将来能够内建速率超过8.5Gbps的收发器，具有功率消耗控制技术，可以使用户在功率消耗预算内开发出复杂的产品，也能够开发出一系列新的应用。现在ASIC设计的费用越来越高，事实上，我认为目前绝大多数公司都不大可能做40nm的ASIC，不仅仅是因为其花费高，也因为要耗费很长的时间。所以拥有最先进技术的FPGA，让很多公司都能够以合理的价格进入这个领域。对于Altera意味着在产品制程和技术方面我们占有领先位置，也意味着我们的客户可以继续成功的进入下一代系统。
40nm技术还有另外一个十分重要的意义。Altera可以同时提供可编程逻辑解决方案和ASIC解决方案的公司，两者共同发展。这就使得Altera的客户可以先用FPGA开发它们的系统，在充分考虑时间和复杂性的情况下完成其功能，它们可以在实验室里用FPGA完成设计，然后把设计转换到ASIC上，Altera会帮它们以很小的风险来完成这一种转换。ASIC的设计会与FPGA的设计相符合，使两者功能完全一样，不需要其它设计团队在此花费时间，所有的设计都是由我们完成的。现在使用40nm HardCopy IV可以跟Stratix IV系列FPGA进行无缝原型开发，同时第一次在ASIC中内建有收发器，这是独一无二的技术。这也是Altera的第一次，对于其产品系列的发展有着极其重大的意义。
Altera高阶产品Stratix IV系列将高速收发器技术视为重要策略，日前推出第二款业界密度最大的收发器FPGA芯片。EP4SGX530比市场上最大的收发器FPGA密度大60%。该组件提供530K逻辑单元（LE），48个工作速率高达8.5 Gbps的收发器，20.3 Mbit RAM以及1,040个嵌入式乘法器。Stratix IV GX组件可满足通信、广播、测试、医疗和军事市场等多种应用领域的需求。
Stratix IV GX FPGA为PCI Express Gen 1和Gen 2（x1、x4和x8）提供4个硬式硅智财（IP）内部核心，还支持多种通信协议，包括Serial RapidIO、40G/100G以太网络、XAUI、CPRI（包括6G CPRI）、CEI-6G、GPON、SFI-5.1和Interlaken等。
产业生态
FPGA供货商体系长期以来Xilinx与Altera这两王相争的局面不曾改变，尤其在最新一代采40/45nm制程的高阶产品推出后(Xilinx为Vertex-6;Altera为 Stratix IV)竞争态势更是达到最高点! 对设计者而言,从这两大厂屡屡在制程,技术与价位上创新突破,让FPGA的可编程性特色跃为当前嵌入式系统设计关键的角色.过去被视为不可能的”FPGA将取代ASIC”的论调,在今天看来可行性已大为增高.
此外,为了在FPGA市场生存,Lattice以中阶市场为标的,力争上游.另一家Actel则透过向ARM授权,将FPGA产品定位在低功耗的便携装置上,由于该公司长于Flash-based架构搭配ARM core后大幅降低FPGA进入主流消费电子应用的门坎， IGLOO nano和ProASIC3 nano两条低功耗产品线表现出现(Actel提供技术文章详见本期内容). 除了以上四家外,SiliconBlue也是以超低功耗FPGA异军突起,辈份算最浅,不过公司成员皆来自前述公司,对手持市场怀抱理想.
以下段落将以Xilinx和Altera两家厂商的最新产品为例,突显高阶FPGA的研发趋势.
40nm制程突破高阶FPGA功耗罩门
赛灵思与Altera最新一代的FPGA都采用40/45nm制程,在功耗与效能上都有重大突破,以下简述其特色.
赛灵思Virtex-6 FPGA: 日前正式出货的Virtex-6 FPGA是针对需要低功耗、高速连网能力及强大运算能力应用的可编程基础平台。Virtex-6系列产品采用40nm架构，具备高速序列收发器及降低功耗技术，是赛灵思公司和其所选择的第三方供货商，为系统开发人员和设计人员，在各种应用市场中进行工具和IP资源开发的基础平台，这些应用市场涵盖通信、音/视频、广播、工业、测试测量、医疗和军事等领域。
全新Virtex-6和低成本Spartan-6系列均于今年2月推出，能降低整体系统成本高达50%，减少整体功耗多达65%，并可提供业界首创的760,000个逻辑单元，为业界提供最低成本、最低功耗、最高密度、最高效能及最大频宽。上述功能与ASIC相比，明显着降低开发系统单芯片的成本和风险，同时可提供先进IC生产技术所具备，也是设计人员期望的高效能和低功耗特性。Virtex-6 FPGA为高效能系统设计人员提供业界首创的逻辑水准、DSP和连结功能。此组件的11.2 Gbps收发器，能帮助40G和100G有线通信设备的开发人员去满足现有资料中心针对高频宽的需求所需的功耗和冷却针脚面积，同时其降低功耗技术可帮助“绿色环保”基地台的构建者，提供网络运营商实现明显降低OPEX和碳排放的能力。Virtex-6FPGA还能使音/视讯广播业界能够获得更好的图像品质，支持更多的视讯流，同时降低每通道的功耗和成本。在航天和国防业界中，Virtex-6 FPGA绝对能够满足建置高效能运算和软件定义无线电应用的需求。
Virtex-6与Spartan-6 FPGA与ISE设计套件、第三方合成、模拟和信号完整性工具、参考设计和IP一起建构这个基础平台。在接下来几个月中，赛灵思将开始提供支持嵌入式、DSP和逻辑/连结系统开发的领域专用平台。这些领域专用平台为基础逻辑平台增加可预测、高可靠、及智能型的整合技术特定组合，其中包括更高等级的设计方法论和工具、IP、开发硬件、操作系统以及为嵌入式处理、DSP和逻辑/连接设计而最佳化的参考设计。在提供领域专用平台之后，赛灵思将随之交付市场专用平台，可帮助软件或硬件开发人员快速建构并开始执行针对市场的特殊应用，如车用、消费性和通信等特定市场。
Altera Stratix IV收发器FPGA
率先推出40nm制程FPGA的Altera,在今年年初该公司亚太区副总裁兼董事总经理Erhaan Shaikh对本刊表示, 40nm科技的意义在于它能使Altera做到密度最高、最复杂的FPGA，将来能够内建速率超过8.5Gbps的收发器，具有功率消耗控制技术，可以使用户在功率消耗预算内开发出复杂的产品，也能够开发出一系列新的应用。现在ASIC设计的费用越来越高，事实上，我认为目前绝大多数公司都不大可能做40nm的ASIC，不仅仅是因为其花费高，也因为要耗费很长的时间。所以拥有最先进技术的FPGA，让很多公司都能够以合理的价格进入这个领域。对于Altera意味着在产品制程和技术方面我们占有领先位置，也意味着我们的客户可以继续成功的进入下一代系统。
40nm技术还有另外一个十分重要的意义。Altera可以同时提供可编程逻辑解决方案和ASIC解决方案的公司，两者共同发展。这就使得Altera的客户可以先用FPGA开发它们的系统，在充分考虑时间和复杂性的情况下完成其功能，它们可以在实验室里用FPGA完成设计，然后把设计转换到ASIC上，Altera会帮它们以很小的风险来完成这一种转换。ASIC的设计会与FPGA的设计相符合，使两者功能完全一样，不需要其它设计团队在此花费时间，所有的设计都是由我们完成的。现在使用40nm HardCopy IV可以跟Stratix IV系列FPGA进行无缝原型开发，同时第一次在ASIC中内建有收发器，这是独一无二的技术。这也是Altera的第一次，对于其产品系列的发展有着极其重大的意义。
Altera高阶产品Stratix IV系列将高速收发器技术视为重要策略，日前推出第二款业界密度最大的收发器FPGA芯片。EP4SGX530比市场上最大的收发器FPGA密度大60%。该组件提供530K逻辑单元（LE），48个工作速率高达8.5 Gbps的收发器，20.3 Mbit RAM以及1,040个嵌入式乘法器。Stratix IV GX组件可满足通信、广播、测试、医疗和军事市场等多种应用领域的需求。
Stratix IV GX FPGA为PCI Express Gen 1和Gen 2（x1、x4和x8）提供4个硬式硅智财（IP）内部核心，还支持多种通信协议，包括Serial RapidIO、40G/100G以太网络、XAUI、CPRI（包括6G CPRI）、CEI-6G、GPON、SFI-5.1和Interlaken等。