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在即將過去的2014年里，半導體行業發生了很多變化，在可編程邏輯領域里面也不例外，除了在傳統的電信和視頻處理領域內鞏固地位以外，可編程邏輯器件在工控和車載等應用方面也大放異彩。參與者除了Altera和Xilinx外，Lattice這類傳統巨頭也亦步亦趨，而最令人可喜的是國內如高云、京微雅格等FPGA廠商的崛起，為中國FPGA行業添磚加瓦，致力于打破國外的技術和產品壁壘。電子發燒友網在這除舊迎新之制，做了一個可編程邏輯的盤點，與大家分享一下過去一年內最受關注的20條可編程邏輯內容：
盡管FPGA（可編程邏輯閘陣列）兩大業者Xilinx與Altera在先進制程領域戰得天昏地暗，一般來說，大多人對于FPGA產品的認識是價格昂貴、晶片面積大，但在性能方面卻相當優異，所以在許多極需超高運算效能的應用領域來說，FPGA可謂有著先天的競爭優勢。但不表示這些FPGA業者在其他戰場就毫無動作可言，Altera資深產品行銷總監Patrick Dorsey就表示，Altera投入低成本的FPGA開發已有數年的時間，而競爭對手沒有在該領域有所著墨。
隨著物聯網逐漸成為現實，智能手機和其他移動設備成為了關鍵技術的驅動者。從智能手機中的小型傳感器、復雜網絡需求到安裝小型蜂窩來提供隨處可用的無線連接，這種趨勢已在廣泛的技術和應用中顯現。目前有跡象表明整個嵌入式行業領域正向尺寸越來越小和散熱受限越來越嚴格的方面發展。
舉一個例子，當你想要一個燃氣表或者水表，要求尺寸極小卻又是一個需要完成多種功能的完整系統，此時沒有空間來放置10到15個芯片來支持所有這些功能。你急需一款尺寸極小但能滿足所有需求的產品。這時候，FPGA廠商能為您做些什么呢？萊迪思半導體公司產品和企業市場營銷高級總監Brent Przybus指出，萊迪思能為這些需求提供獨一無二的解決方案。由于擁有極小尺寸的FPGA產品，我們在全新的空間與功耗和成本受到同樣重視的應用領域中找到了自己的位置。
TOP3 大數據、IoT和無人駕駛汽車成Altera三大新興驅動力
2014年，注定是電子產業更加引人注目并對全球社會產生重大影響的一年。當然，我們仍然會看到已有趨勢的繼續，例如，互聯網帶寬的爆炸式增長等。同時，還會有新發展趨勢。性能出眾的計算機系統和大數據概念開始轉變我們使用信息，以及為用戶提供服務的方式。物聯網（IoT）促使我們以不同的方式來感知周圍世界。無人駕駛汽車則改變了人類與機器相處的方式——不再是一個孤立的系統，而是將對交通以及其他工業電子行業產生巨大的影響。所有這些發展趨勢都將對可編程邏輯行業，對我們產生深遠的影響。
“消費電子市場是萊迪思非常看重的領域。此次推出的第三代iCE40 Ultra系列將以更小的尺寸、超高度集成以及超快的產品上市時間，幫助客戶快速搶占市場。”日前在萊迪思舉辦的媒體見面會上，南中國區技術經理黃曉鵬如是說。
消費電子是一個龐大的市場，前幾年智能手機快速竄起，狂潮洶涌吸引廠商先后入局，近兩年來手機市場已趨于飽和，新興的可穿戴設備為消費電子市場重新點起了一把大火。在消費市場，功耗一直是廠商戮力解決的問題，可穿戴設備的興起對功耗提出了更高的要求，且隨著可穿戴設備日益精細小巧，這也為萊迪思帶來了機遇。
“工業系統供應商在連接性、外形尺寸和功耗方面都面臨著日益嚴峻的挑戰。萊迪思正積極運用其在智能手機、平板電腦和可穿戴設備領域積累的FPGA專業經驗并將其應用到工業領域中。”這是萊迪思半導體通訊及工業部門高級總監Jim Tavacoli對其公司FPGA產品在工業領域主要優勢的概括。
不同于賽靈思、Altera等公司，萊迪思以“低功耗”、“低成本”、“小尺寸”著稱。在工業市場，萊迪思市場定位明確，一如既往憑借其核心競爭優勢，專注于提供緊湊的低功耗工業解決方案。Jim Tavacoli特別指出，底層FPGA器件的可編程特性賦予設計人員極大的靈活性，使他們能夠連接所需的系統元件，以便利用最新的IP構建系統。我們提供業界功耗最低、占用空間最小的FPGA，并且具備可與ASIC、ASSP和MCU競爭的成本優勢。
TOP 6 當CPU/GPU遭遇數據中心功耗天花板，SDAccel來了
眾所周知，賽靈思在可編程邏輯領域占有領導性地位，此次為了強化數據中心競爭實力，進一步地推出了為數據中心帶來最佳單位功耗性能的針對OpenCL、C和 C++的軟件開發環境SDAccel，可有效解決CPU和GPU解決方案較高功耗和性能難以滿足需求等限制，進一步滿足未來數據中心易于編程、低功耗、高吞吐量和低時延等諸多應用需求。
Xilinx是全球領先的可編程邏輯完整解決方案的供應商。Xilinx研發、制造并銷售范圍廣泛的高級集成電路、軟件設計工具以及作為預定義系統級功能的IP，其產品超越了硬件進入軟件，超越了數字進入模擬，超越了單芯片進入了3D 堆疊芯片。
2013年新推出的UltraScale架構是業界首次在All Programmable架構中應用最先進的ASIC架構優化。該架構能從20nm平面FET結構擴展至16nm鰭式FET晶體管技術甚至更高的技術，同時還能從單芯片擴展到3D IC。此同時，Xilinx將業界最大容量器件容量翻番，達到440萬個邏輯單元，密度優勢領先競爭對手整整一代。
現階段，工業自動化、智能電網、安防監控、以及車載應用等市場領域對FPGA器件的要求越來越高，在這些應用中，新的市場環境產生了新的設計開發過程，亦增加了電子設備的復雜度，繼而會導致顯著增加硬件成本，延長了產品面市時間。故此，設計的靈活性、器件可靠性和性價比成為各FPGA廠商的競逐的焦點。
而且現在的控制系統都需要高性能和高效率，對控制精度和響應時間提出了更高的要求。MCU通常側重于I/O接口的數量和可編程存儲器的大小，比較適用于有大量的I/O操作的場合，所以廣泛應用在低成本，低功耗和對精度要求不高的系統中。但由于本身處理能力有限，應用的場合受到了比較大的限制。FPGA芯片則以其固有的可編程性和并行處理的特點十分適合于中高端的控制系統應用。由于它以純硬件的方式進行并行處理，而且不占用CPU的資源，所以可以使系統達到很高的性能。而兩者的優勢互補亦開始成為FPGA器件廠商研發的重點方向，控制要求的日漸復雜以及系統處理并行化趨勢明顯，也推動著MCU+FPGA架構的普及。
TOP 9 Xilinx再撼SoC市場 推出多重異構處理架構
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All Programmable技術和器件的全球領先企業賽靈思公司 （NASDAQ： XLNX）宣布推出面向下一代Zynq? UltraScale MPSoC的UltraScale? 多重處理（MP）架構。全新UltraScale MPSoC架構以業界成功的Zynq-7000 All Programmable SoC產品系列為基礎，進一步擴展了賽靈思ASIC級UltraScale FPGA和3D IC架構，實現了“為合適任務提供合適引擎”的異構多重處理器。Zynq-7000的推出讓Xilinx成為業界首款All Programmable SoC的發明者，隨著UltraScale MPSoC的問世，讓賽靈思又開始了業界首款All Programmable MPSoC的發明。
Altera公司日前宣布在FPGA浮點DSP性能方面實現了重大突破。該公司首席DSP產品規劃經理Michael Parker稱，Altera是第一家能夠在FPGA中集成硬核IEEE 754兼容浮點運算功能的可編程邏輯公司，前所未有地提高了DSP性能、邏輯效率和設計效能。根據規劃，硬核浮點DSP模塊將集成在正在發售的20nm Arria 10 FPGA和SoC中，也將集成在14nm Stratix 10 FPGA和SoC中，DSP設計人員可以選擇定點或者浮點模式，浮點模塊與現有設計后向兼容。
TOP 11 融合數模優勢 美高森美談制勝之道
從某種程度上來說，Actel被美高森美（Microsemi）收購并不是為FPGA市場的競爭格局做了一個減法，恰恰相反，這種互補性（模擬廠商和數字廠商互為補充）的收購已經成功將FPGA市場帶入了前所未有的競爭態勢。在FPGA領域，美高森美以一種全新的姿態重新登上FPGA市場的戰艦。Microsemi公司SoC產品市場副總裁Paul Ekas接受電子發燒友網小編專訪，跟我們分享美高森美而言的差異化優勢、市場表現以及未來的制敵之道。
TOP 12 國產FPGA的“新聲”，高云半導體FPGA系列產品面世
廣東高云半導體科技股份有限公司（簡稱高云半導體）今日召開新產品發布會，宣布推出擁有我國完全自主知識產權的三大產品計劃：
l 現場可編程門陣列（FPGA）朝云?產品系列；
l 現場可編程門陣列（FPGA）云源?設計軟件；
l 基于現場可編程門陣列（FPGA）的IP軟核平臺—星核計劃。
? 擁有完全自主知識產權的現場可編程門陣列（FPGA）朝云?產品系列。
朝云?產品系列在目前FPGA市場上處于中密度范圍，邏輯單元從18K LUT到100K LUT。其中有兩個家族產品，分別為GW2A和GW3S，前者采用臺積電（TSMC）的55nm工藝，后者采用臺積電的40nm工藝；朝云?系列可提供多種封裝包括PBGA256、PBGA484、PBGA672、PBGA1156，將來可根據用戶需求，提供更多封測方式選擇。
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對于京微雅格而言，2013年注定是不平凡一年。期間京微雅格研發了具有創新意義的新一代器件-華山系列。從器件的定義來看，你會發現京微雅格在系統融合領域作出了有益的探索，從嵌入革新的MCU核到全新研發的可編程邏輯，無不透露出為客戶帶來全新設計理念的氣息。有鑒于此，在國際FPGA廠商不斷蠶食中國市場的態勢下，國產FPGA廠商京微雅格的系統融合之路進展如何？未來將如何展開全面布局與進攻？對此，京微雅格CEO劉明博士發表了自己的看法。
Xilinx（賽靈思）與Altera在先進制程之間的激戰，在Xilinx宣布新一代架構Ultrascale的FPGA產品以臺積電的20奈米導入量產后，其戰況開始產生了微妙的變化。很明顯的，扣除ARM兩邊陣營都討好外，Altera選擇了英特爾作為代工伙伴，Xilinx則是選擇了臺積電，從雙方近期所宣布的公開訊息來看，可以確定的是，雙方都投入相當驚人的研發資源與資金，像是16奈米FinFET或是14奈米三閘極電晶體都是極為先進的制程，一旦出現致命失誤，原本既有的市場態勢就有可能完全瓦解，落后的一方會立即超前，若要扳回一成，必須要等到下一世代的市場進入萌芽期才有機會一舉超前。
TOP 15 ?測試芯片出爐 Altera/英特爾搶得14nm頭籌
Altera與英特爾（Intel）在先進制程的合作已有初步成果。Altera與晶圓代工合作伙伴英特爾攜手宣布，已完成基于英特爾14納米（nm）三閘極（Tri-Gate）制程技術的現場可編程閘陣列（FPGA）測試芯片，在先進制程競賽中拔得頭籌。
Altera研發資深副總裁Brad Howe表示，這項成果對Altera及客戶而言皆系重要的里程碑。透過測試14納米Tri-Gate制程的硅芯片的重要成分，可讓該公司在設計初期驗證元件效能，并顯著加快14納米產品上市時間。
TOP 16 Xilinx宣布率先量產20nm FPGA器件
ll Programmable 技術和器件的全球領先企業賽靈思公司（Xilinx， Inc. （NASDAQ:XLNX））今天宣布其 Kintex? UltraScale? KU040 FPGA成為業界首款投入量產的20nm器件。相對于競爭產品可以讓客戶獲得大約一年的提前上市優勢。建立在行業唯一ASIC級架構之上的中端 Kintex UltraScale 器件，為多種應用提供了最佳單位功耗性價比，其中包括100G OTN、包處理與流量管理、8x8混模LTE和WCDMA射頻、8K/4K顯示、智能監控與偵察（ISR）、數據中心等更多應用。
作者前言：我學習FPGA是因為公司需要，同時自己也想接觸這方面的知識，在大規模、高速信號領域還是有一定的優勢，總而言之出于共贏的想法吧。自學的話，因為我是會跟著項目學習的，所以就是用到哪部分再去補充哪部分的知識。我的思路是先把基礎的語法熟悉，數電和信號處理的知識再扎實一下，同時了解下FPGA代碼的規范寫法，至于開發工具的話就先大體了解下流程操作，應用的時候再逐漸熟悉。然后在實踐中提高實際設計的能力。
可能有些是在校自學的，那么我覺得手頭寬裕的可以買塊開發板來練習效果會更直觀，不寬裕的話找學校從事這方面的老師去當個助理，或者在外實習，都是可行的步驟。另外就是堅持（自古以來說的容易做的難）。
TOP 18 ASIC、ASSP、SoC和FPGA之間到底有何區別？
我經常收到關于各類設備之間的差異的問題，諸如ASIC、ASSP、SoC和FPGA之間的區別問題。例如是SoC是ASIC嗎？或ASIC是SoC嗎？ASIC和ASSP之間的區別是什么？以及高端FPGA應該歸類為SoC嗎？
這里有幾個難題，至少技術和術語隨著時間而演變。牢記這一點，對于這些術語的起源以及它們現在的意義是什么，我對此做了高度簡化的解釋。
以下是筆者一些關于FPGA功耗估計和如何進行低功耗設計的知識：
1. 功耗分析
整個FPGA設計的總功耗由三部分功耗組成：1. 芯片靜態功耗；2. 設計靜態功耗；3. 設計動態功耗。
芯片靜態功耗：FPGA在上電后還未配置時，主要由晶體管的泄露電流所消耗的功耗
設計靜態功耗：當FPGA配置完成后，當設計還未啟動時，需要維持I/O的靜態電流，時鐘管理和其它部分電路的靜態功耗
這里談談一些經驗和大家分享，希望能對IC設計的新手有一定的幫助，能使得他們能少走一些彎路！
在IC工業中有許多不同的領域，IC設計者的特征也會有些不同。在A領域的一個好的IC設計者也許會花很長時間去熟悉B領域的知識。在我們職業生涯的開始，我們應該問我們自己一些問題，我們想要成為怎樣的IC設計者？消費？PC外圍？通信？微處理器或DSP？等等。
工商網監
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