FPGA與MCU/模擬技術(shù)整合趨勢

　　繼賽靈思今年年初發(fā)布了與ARM的合作計劃之后，Altera近日發(fā)布了與ARM、英特爾等的合作計劃，Actel則被模擬/混合信號公司Microsemi收購，這一系列事件都預(yù)示著在微控制器、模擬IC和FPGA領(lǐng)域正出現(xiàn)一些多層次的整合趨勢。針對這些整合趨勢，F(xiàn)PGA業(yè)內(nèi)的另一些企業(yè)如Lattice、SiliconBlue、Acrhonix、Quicklogic和InPa未來會如何?

　　Microsemi收購Actel與模擬企業(yè)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)

　　優(yōu)勢：兩者的整合除了能加強在軍工、航天領(lǐng)域的優(yōu)勢外，還將共同拓展工控、消費電子、汽車等市場，旨在改變兩者在不同行業(yè)的不利競爭局面。

　　待觀察方面：被收購后，Actel的反熔絲產(chǎn)品和SmartFusion肯定還是重點，而一些不賺錢、低利潤的產(chǎn)品線將可能被收縮。

　　今年10月，F(xiàn)PGA行業(yè)排名第四的Actel公司被在軍工半導(dǎo)體和高性能模擬/混合信號半導(dǎo)體領(lǐng)域表現(xiàn)突出的Microsemi公司以4.3億美元左右的價格收購了，這是近年來發(fā)生在FPGA行業(yè)唯一的一次并購案。近些年，Actel雖然創(chuàng)新步伐很快，但發(fā)展速度不能領(lǐng)先于競爭對手，這在寡頭壟斷的FPGA市場是非常不利的。綜合看來，這次整合將產(chǎn)生兩大協(xié)同效應(yīng)：

　　一方面，將加強軍工、航天領(lǐng)域業(yè)務(wù)。Microsemi是一家在軍工、航天和高可靠性醫(yī)療等非常專業(yè)的領(lǐng)域中較為出名的公司，主要產(chǎn)品包括針對上述專業(yè)領(lǐng)域的保護(hù)器件、電源管理、RF/微波傳輸和功率調(diào)節(jié)器產(chǎn)品。Actel公司的反熔絲FPGA因具有抗輻射、穩(wěn)定性好等特點，是航空航天領(lǐng)域的第一大FPGA企業(yè)，它在該領(lǐng)域占有80%的市場。據(jù)稱兩者在軍工和航天領(lǐng)域的客戶有80%的重疊率，而且今年Microsemi還收購了ArxanDefenseSystems軟件公司、VTSilicon和WhiteElectronic公司，這些企業(yè)的業(yè)務(wù)都集中在軍工領(lǐng)域，整合將加強其在這一領(lǐng)域的優(yōu)勢。

　　另一方面，Microsemi產(chǎn)品還包括在民用領(lǐng)域的一些模擬/混合信號產(chǎn)品，如針對汽車GPS顯示屏、筆記本、LCD電視、監(jiān)視器、機(jī)頂盒市場的高性能模擬/混合信號產(chǎn)品，其中包括背光驅(qū)動、功率管理等產(chǎn)品與Actel的可編程SoC(PSoC)產(chǎn)品目標(biāo)市場相互契合，兩者可以形成更完整的方案，去拓展工控、消費電子、醫(yī)療等多個領(lǐng)域。其中，Actel的可編程SoC和其他FPGA接口可以作為方案中的主控部分或“黏合”部分。

　　Actel在FPGA行業(yè)走了一條差異化道路，其最早的FPGA產(chǎn)品主要針對軍工、航天領(lǐng)域。1999年，它進(jìn)軍基于Flash的FPGA領(lǐng)域，而其他FPGA企業(yè)的產(chǎn)品則基于SRAM。FlashFPGA在功耗、安全性、可靠性和成本上更具一定優(yōu)勢，其FlashFPGA包括ProASIC、IGLOO、Fusion和SmartFusion系列產(chǎn)品。其中，值得關(guān)注的是SmartFusion產(chǎn)品，這是FPGA業(yè)內(nèi)獨有的集成了FPGA、ARM硬核和可編程模擬電路的可編程SoC(PSoC)產(chǎn)品，目標(biāo)市場是工業(yè)應(yīng)用如馬達(dá)控制等，預(yù)計這個產(chǎn)品是與Microsemi模擬技術(shù)重點融合的產(chǎn)品。

　　Microsemi在半導(dǎo)體業(yè)的名氣并不算大，年銷售額僅為四五億美元。雖然Microsemi在全球有約1600名員工，但在中國沒有投入太多力量，因此合并后，其在中國的業(yè)務(wù)最有可能仍來自Actel。

　　兩者的結(jié)合體現(xiàn)了在高度壟斷的FPGA行業(yè)中，與模擬資源結(jié)合也不失為一條新出路。

　　Altera與ARM、MIPS、英特爾合作市場接受度不一

　　優(yōu)勢：提供了業(yè)界最廣泛的嵌入式處理器選擇，并將提供統(tǒng)一的集成環(huán)境。

　　待觀察方面：ARM+FPGA的接受度將取決于該系列產(chǎn)品的成本，MIPS32在中國市場的接受度可能較低，英特爾AtomE600將在工控領(lǐng)域有較好的發(fā)展。

　　Altera近日發(fā)布了其嵌入式計劃，進(jìn)一步展示了FPGA與微控制器行業(yè)緊密融合的趨勢。該計劃稱，到2010年第四季度末，Altera將向業(yè)界提供Qsys系統(tǒng)集成工具，客戶能夠?qū)⒍喾N嵌入式CPU和FPGA進(jìn)行系統(tǒng)級集成，這些嵌入式CPU包括AlteraNiosII軟核、ARMCortex-M1軟核、MIPS32軟核、ARMCortex-A9硬核。Qsys系統(tǒng)集成工具是AlteraQuartusII開發(fā)軟件的一部分。

　　具體來說，Altera將在2011年下半年推出的28nmFPGA的一個系列中集成ARMCortex-A9MPCore硬核，并會在2011年上半年推出MIPS32處理器架構(gòu)的MP32軟核處理器。此前Altera已提供Nios處理器，并對飛思卡爾ColdFire軟核、ARMCortex-M1軟核進(jìn)行支持。同時，英特爾在2010秋季IDF上發(fā)布的凌動E600處理器封裝中集成了Altera的FPGA。

　　此次新發(fā)布嵌入式處理器的市場接受度不一，其中針對ARMCortex-A9MPCore硬核，中國客戶表現(xiàn)出極大的興趣。因為目前市場上ARM+FPGA的應(yīng)用較多，而且懂得ARM應(yīng)用的客戶比FPGA的客戶要多，ARM具備成熟開發(fā)環(huán)境，有大量現(xiàn)成的可移植代碼。如果新產(chǎn)品成本控制得好，例如比單片F(xiàn)PGA加ARM要便宜，會對FPGA市場帶來一定的沖擊。其應(yīng)用將主要是通信、工業(yè)和汽車領(lǐng)域。

　　針對MP32，中國客戶的接受度會非常低。因為MP32與NiosII軟核性能差不多，但比NiosII占有的邏輯資源更多，而且授權(quán)費高達(dá)3萬美元，因此中國客戶選用的可能性較小。Altera推出此內(nèi)核可能主要是為了配合一些國外客戶采用此內(nèi)核來支持一些操作系統(tǒng)。

　　針對在同一封裝中集成了處理器和FPGA的英特爾AtomE600，它的主要應(yīng)用是工控領(lǐng)域，將替代傳統(tǒng)X86，應(yīng)該有較好的前景。

　　Altera推出嵌入式計劃的背景是認(rèn)為有三大發(fā)展趨勢正在推動CPU+FPGA的應(yīng)用：一是系統(tǒng)處理并行化趨勢。在并行化的兩類技術(shù)中，硬件協(xié)處理器效果最好，另一個是多核技術(shù)，但是沒有任何方式能夠提前知道哪些軟件功能需要通過硬加速的方式來實現(xiàn)，所以FPGA是最理想的加速器實現(xiàn)方案，因為它是現(xiàn)場可編程的。二是在很多當(dāng)今的嵌入式應(yīng)用中，F(xiàn)PGA與CPU已經(jīng)進(jìn)行了更高級別的集成，獲得了成本的削減。三是業(yè)界很多芯片廠商已經(jīng)在采用處理器+FPGA的方式。而FPGA作為協(xié)處理器，要達(dá)到最理想的性能和效率就需要與CPU之間做緊密的耦合來減少延遲。所以，CPU+FPGA這一技術(shù)需要更緊密的結(jié)合方式。