在未來的生活中FPGA將無處不在

（文章來源：semiengineering）
? ? ? ?在越來越多的設計和越來越多的市場中，我們都能看到FPGA的身影;而且隨著它們被納入越來越多的系統(tǒng)中，它們本身也在變得越來越復雜。

這些市場現(xiàn)在依然強勁，但FPGA也開始在人工智能、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡通信、測試和測量儀器、無線和有線通信基礎設施甚至核電站等地方發(fā)揮作用。FPGA供應商也有意進入大數(shù)據(jù)分析、機器學習、數(shù)據(jù)存儲壓縮/解壓和視頻處理等應用領域。而且尚處于早期階段的嵌入式FPGA(eFPGA)市場也正變得越來越普及，因為對成本敏感的設計師對使用這項技術的信心正越來越足。

一些eFPGA創(chuàng)業(yè)公司獲得了相當顯著的投資，在這個半導體創(chuàng)業(yè)公司稀少的時代，eFPGA創(chuàng)業(yè)公司正在迅猛發(fā)展。提供可重配置的RTLIP核和相關設計軟件的FlexLogix已經獲得了由LuxCapital和EclipseVentures領投的兩輪共1240萬美元私募投資。成立于2007年的法國eFPGA創(chuàng)業(yè)公司Menta已經得到了FJDevelopmentEN領投的700萬美元私募投資。

Achronix和QuickLogic等其它一些公司也根據(jù)內部的增長預期而大力投資eFPGA。Achronix營銷副總裁SteveMensor說他公司的FPGA芯片(基于英特爾的22nm工藝)仍然占據(jù)了收入的大部分，并有望在今年超過1億美元。但他說Achronix的新eFPGA生產線將會占到今年全年20%以上的份額。

FlexLogixCEOGeoffTate將當前的eFPGA市場與從PC向移動手機轉型過程中的處理器市場進行了比較。“25年之前，銷售的大多數(shù)處理器都被用在了PC和工作站里面。ARM認識到嵌入式處理器還有機會，這能帶來x86架構無力競爭的新型應用——比如手機，必須要把處理器做得足夠小和低功耗才能用在手機里。嵌入式處理器是實現(xiàn)這一目標的關鍵?！?/p>

盡管FPGA市場一直伴隨著這兩個市場一起增長，但Tate指出eFPGA是一種完全不同的方法?！扒度胧紽PGA需要與FPGA芯片不一樣的技術調整。”他說，“嵌入式FPGA的工作方式與FPGA芯片類似。其中有查找表，其中有可編程互連，所以其中的FPGA結構類似于你可以在Altera或Xilinx或其它更小的FPGA公司的芯片中看到的結構。但在嵌入式FPGA市場，要想成功并且滿足客戶的需求，你必須調整你的技術來解決這些不同的需求?！?/p>

而且也不止于此。多年以來，F(xiàn)PGA供應商都把自己的芯片當作ASIC的低成本替代品進行銷售。所以芯片制造商不必直接為一個新市場創(chuàng)造一種新的ASIC，而是可以從FPGA入手開發(fā)，當銷量值得成本投入時，才*終將他們的設計成果轉換成ASIC。FPGA供應商在能力/性能方面的營銷上投入了大量資金，卻在可配置性和設計簡易性方面營銷投入較少，也沒有太多投入工藝節(jié)點，沒有緊跟*先進的ASIC供應商的步伐。

這樣的戰(zhàn)線在28nm節(jié)點之后就開始分崩離析了。開發(fā)先進ASIC的成本模式在finFET領域遇到了麻煩，在后續(xù)節(jié)點上開發(fā)芯片的難度更大了、成本也更高了，而十億單位級別的芯片終端市場也已被兩家大型移動設備公司主宰。幸運的是，也出現(xiàn)了一些其它新市場，這些市場能給可編程邏輯帶來很好的經濟效益。

“這段時間里，我們真的已經遠不止是一家FPGA公司了，并且實際上已經將我們的市場范圍拓寬到了嵌入式處理器等應用領域。”Xilinx的FPGA和SoC產品管理與營銷*總監(jiān)KirkSaban說，“在我們公司供應的產品的復雜性方面，F(xiàn)PGA業(yè)務范圍正在擴大。”

這也會改變哪種類型的芯片更適合哪種終端應用的討論。過去，F(xiàn)PGA通常被拿來和ASIC比較，但*近的比較對象則更多是用于機器學習和神經網(wǎng)絡應用的GPU。對eFPGA而言，情況則或多或少有些不同。它可以用任意工藝構建到任何SoC中。它可以在先進封裝中被用作加速器，也可以作為單芯片的解決方案。

在新的和已有的終端市場中，eFPGA和FPGA都面臨著很大的不確定性。協(xié)議在不斷改變，用于自動汽車和機器學習的技術仍還處在定義和調整階段，而現(xiàn)在的先進制造工藝在足夠穩(wěn)定足以保證合理產量之前還需要經過多輪修訂。

這使得可編程性(programmability)成了設計中一個有吸引力的選擇。而在一些市場(尤其是機器學習市場)中，F(xiàn)PGA的表現(xiàn)實際上優(yōu)于其它處理器類型，因為它們采用了定點計算，而非浮點計算。在功率足跡(powerfootprint)方面，F(xiàn)PGA要好得多;而且在性能方面也遠遠更好，因為它們固有的平行性就更好，比起GPU，你可以在FPGA中創(chuàng)建更多編程單元。