拓宽消费电子应用 FPGA市场风生水起

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FPGA市场虽然只有几大“玩家”,但也不乏热闹。Altera公司继去年底宣布收购Avalon公司之后,又于近日发布28nm高中低端全系列产品。赛灵思则在前不久的CES展上推出ConsumerVideoKit消费视频套件2.0版本后,近日又宣布收购高层综合技术**公司美国AutoES公司,而Lattice(莱迪思)也高调宣布推出HDR高清摄像机开发套件,加快布局安防市场,这些举动除了为他们提升市场占有率加码外,也预示着FPGA市场新的发展潮流。

28nmFPGA满足多元化需求

针对不同应用,通过工艺、收发器、架构、系统IP来组合。

Altera推出的28nm全系列产品可更好地适应客户多元化需求。“我们不可能采用同样的工艺来针对所有应用,或者说对于所有应用采用同样的架构。我们的策略就是针对不同应用,通过工艺、收发器、产品体系架构、系统IP来灵活‘组合’。”Altera**FPGA产品市场**总监DavidGreenfield向《中国电子报》记者表示。

  而其中的关键在于工艺。DavidGreenfield介绍,因中低端应用重点考虑功耗和成本,因而Altera低端Cyclone系列和中端Arria系列选择28nmLP(低功耗)工艺,而**应用对于性能和速度有非常高的要求,采用28HP(高性能)工艺技术可实现**应用所需的内核和收发器性能,因此StratixV系列和HardCopyV系列采用28nmHP工艺。他还强调指出,HP工艺相比于其他工艺可实现30%的性能优势,而LP工艺则更易于生产,同时对于功耗和成本可达到更好的平衡。

  在收发器、产品体系架构、IP方面Altera也是有备而来。DavidGreenfield介绍说:“在收发器方面,Altera的28nm器件支持速率从600Mbps到28Gbps的收发器。在产品体系结构方面,提供优化的片内存储器以及硬核和软核存储器控制器,以支持所需应用的带宽、功耗和成本需求,同时还提供性能优化的**、中端和低成本I/O接口。为了让客户能够*大限度地实现差异化,在IP方面,Altera增强了多种系统级IP,如PCIe Gen2x1和x4、40G/100G和100Gigabit以太网等。”他还进一步指出,Altera在前段时间收购的Avalon公司在灵活的光传送网(OTN)IP方面处于业界**地位,收购之后,Altera可定制IP解决方案将拓展至OTN应用,支持1.2G、2.5G和10G以及40G和100G的数据速率,可助力客户尽快将下一代光网络产品推向市场。

在业界关心的供货时间方面,DavidGreenfield表示,StratixV系列会在今年**季度供货,ArriaV系列将在第四季度供货,CycloneV系列将在明年供货。值得一提的是,Altera已向市场付运的**28nmStratixV系列FPGA工程样片在性能方面得到了进一步提升:一是收发器*大数据速率增加到了14.1Gbps,可支持新的光纤通道协议,满足OTN(光传送网)需求。二是密度提高到了1.1M逻辑单元(LE),进一步提高了集成度。因而它可满足多种宽带应用需求,如**LTE基站、**RF卡和**雷达等。

拓宽3D电视和安防市场

消费视频套件和摄像机开发套件满足3D电视、安防需求。

  3D电视市场风生水起,而3D电视的OEM制造商面临日益缩短的上市进程以及层出不穷的新标准,不能坐等标准的发展和成型。并且,三网融合、云计算和消费电子产品不断提高的带宽需求成为消费电子发展*大的趋势,比如3D和超高清的带宽需求目前达到全高清标准的100多倍。为应对这一挑战,赛灵思*新ConsumerVideoKit2.0消费视频套件在“更新”后浮出水面。据介绍,它为数字电视制造商提供了一款灵活的平台,可加快视频算法开发,支持包括HDMI1.4a、V-by-OneHS等在内的*新标准,设计人员可用其在开发阶段在芯片上进行仿真视频算法,然后转入量产阶段,而不必担心视频接口基础架构的编码问题,而后者对3D开发至关重要。

  另一方面,安防ic37也在释放新的能量。有资料显示,中国安防电子产品收入增长快速,将从2010年的5000多万美元蹿升至2013的7000多万美元,而摄像机占中国安防市场电子产品收入的37%。莱迪思半导体市场营销部总裁DouglasHunter介绍,因为要处理更多的数据以及要求更高的处理能力,摄像机制造商正在寻求更高的像素密度和高动态范围(HDR),这带动了对HDR摄像机的需求,传统的解决途径如DSP、ASIC以及ASSP此时则显得有些“心力不逮”。莱迪思针对此需求发布了HDR-60摄像机开发套件。

  莱迪思半导体公司**产品营销经理NiladriRoy向《中国电子报》记者介绍说,其HDR-60摄像机开发套件预载入了莱迪思合作伙伴HelionGmbH带有即插即用的评估版图像信号处理(ISP)流水线的IP核,其优势在于提供了业界*快的自动曝光、高于120dB的系统动态范围、高效的自动白平衡和2D降噪功能,并可通过同轴电缆实现以太网传输。并且,莱迪思的摄像机开发套件在FPGA中都使用流模式而无需外部帧缓冲器,实现了超低延迟并进一步降低了系统成本。

  而这一切需要“仰仗”莱迪思的ECP3—35或者ECP3-70FPGA。DouglasHunter强调指出,“如果客户不需要加入自己的IP,就可以使用莱迪思的ECP3-35。而如果客户采用ECP3-70进行设计,则可提供更多的余地,如可添加H.264编***,视频分析IP和客户自己的IP等,从而进一步提高灵活性和差异性。”

  目前市场上有三家提供基于FPGA的HDR套件,**家报价为1400美元,**家报价为700美元,而莱迪思的报价只有399美元。莱迪思开发套件的价格优势和性能优势均十分明显。

向系统设计方法迈进

  C、C++、SystemC和MATLAB得到了*广泛的使用。

随着FPGA的更新换代、推陈出新,FPGA工具在改进综合运行时间、编译时间以及布局布线算法方面取得重大进步。不过,上述进步基本没有体现在嵌入式软件方面。为弥补这一“缺口”,DavidGreenfield介绍,Altera28nm器件系列将由QuartusII开发平台提供支持,而QuartusII平台针对嵌入式设计引入了一个新的Qsys系统级集成工具,设计人员能够迅速方便地面向ARM、MIPS、NiosII、Atom开展设计,提高结果质量,实现高效能。今年内QuartusII开发平台将增加对ArriaV和CycloneV系列28nmFPGA的支持。

  此外,利用在FPGA上手工编写的RTL代码针对要求较高的应用,能实现相对较出色的结果质量,不过生产力较低,而在DSP上实现的应用虽然生产力较高,但结果质量却相对较差。对于很多系统设计人员来说,到底是采用DSP还是FPGA,开发时间是一个关键因素,而采用高层综合工具的新方法在很大程度上能避免这一问题。而且,为适应可编程平台的复杂性以及满足多样化应用要求,设计抽象已由组件级的HDL(VHDL/Verilog)上升到系统级,C、C++、SystemC和MATLAB得到了*广泛的使用。

赛灵思谋而后动,宣布收购高层综合技术**公司美国AutoES设计科技有限公司。AutoESL公司的旗舰高层综合工具AutoPilot支持所有高层综合技术(HLS)厂商所惯用的C、C++和SystemC语言。在收购之后,赛灵思将能够更好地满足客户对工具日益提高的需求,支持电子系统级(ESL)设计方法,满足当今FPGA领域复杂的设计需求。