我国科技规划指出近期产业化的重点是:以加强集成电路设计为重点,积极支持集成电路设计与整机开发相结合,设计开发市场需求较大的整机产品所需的各种专用集成电路和系统级芯片;积极发展0.25~0.18μm的深亚微米集成电路技术,扩大集成电路生产加工和封装能力,提高工艺技术水平,扩大产品品种和生产规模;积极鼓励国内外有经济实力和技术实力的企业以及投资机构在国内建立国际先进水平的集成电路芯片生产线,提高我国集成电路生产技术水平。由此可见,芯片设计是我国目前大力扶持和重点发展的产业方向。
随着FPGA性能的高速发展和设计人员自身能力的提高,FPGA将进一步扩大可编程芯片的领地,将复杂专用芯片挤向高端和超复杂应用。目前FPGA的发展趋势主要体现在以下几个方面:
- 大容量、低电压、低功耗FPGA大容量FPGA是市场发展的焦点。FPGA产业中的两大霸主:Altera和Xilinx在超大容量FPGA上展开了激烈的竞争。Altera推出的APEXⅡEP2A70,其容量为67200个LE(Logic Element,逻辑单元),Xilinx推出的Vitex l I 6000,其容量为33792个slices(一个slices约等于2个LE)。
- 采用深亚微米(DSM)的半导体工艺后,器件在性能提高的同时,价格也在逐步降低。由于便携式应用产品的发展,对FPGA的低电压、低功耗的要求日益迫切。因此,无论那个厂家、哪种类型的产品,都在瞄准这个方向而努力。
- 系统级高密度FPGA随着生产规模的提高,产品应用成本的下降,FPGA的应用已经不是过去的仅仅适用于系统接口部件的现场集成,而是将它灵活地应用于系统级(包括其核心功能芯片)设计之中。在这样的背景下,国际主要FPGA厂家在系统级高密度FPGA的技术发展上,主要强调了两个方面:FPGA的IP(Intellec—tual Property,知识产权)硬核和IP软核。
当前具有IP内核的系统级FPGA的开发主要体现在两个方面:一方面是FPGA厂商将IP硬核(指完成版图设计的功能单元模块)嵌入到FPGA器件中,另一方面是大力扩充优化的IP软核(指利用HDL语言设计并经过综合验证的功能单元模块),用户可以直接利用这些预定义的、经过测试和验证的IP核资源,有效地完成复杂的片上系统设计。
对于数字时序逻辑系统,动态可重构FPGA的意义在于其时序逻辑的发生不是通过调用芯片内不同区域、不同逻辑资源来组合而成,而是通过对FPGA进行局部的或全局的芯片逻辑的动态重构而实现的。动态可重构FPGA在器件编程结构上具有专门的特征,其内部逻辑块和内部连线的改变,可以通过读取不同的S中的数据来直接实现这样的逻辑重构,时间往往在纳秒级,有助于实现FPGA系统逻辑功能的动态重构。
FPGA迅速发展极大地促进了电子设计技术的进步,并且有利于开发具有自己知识产权的专用集成电路。随着半导体制造工艺的不同提高,FPGA的集成度也将不断提高,制造成本将不断降低,其作为替代ASIC来实现电子系统的前景将日趋广阔。
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