为中国工程师简化FPGA设计已成离弦之箭

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不像欧美等地区40%的IC设计工程师具备FPGA设计的知识和经验，中国的设计工程师只有约10%的工程师具备相关知识和经验。主要原因除了FPGA的成本、功耗过去较高，还有就是FPGA设计在中国引入较晚，而FPGA设计的复杂性，例如需要掌握数字电路知识、HDL语言和仿真、综合、软核配置等基础，另外也可能需要M语言来编写算法和其他的第三方工具来辅助完成设计等，尽管几大FPGA供应商持续投资“大学计划”对高校学生产生一定效应。但实际上，这跟绝大部分中国工程师擅长的C/C＋＋环境下的开发大相径庭，因此一直以来FPGA在中国普及较慢。

 

正如FPGA创始者赛灵思所说：“可编程技术势在必行”。FPGA业界正陆续推出一些为中国工程师简化其设计复杂性的措施。由于笔者曾在读研时使用FPGA套件成功开发了一个可远程监控现场总线的以太网/互联网的网关，因此多年以来对FPGA产业发展都异常关注。而近日的一些遭遇，使笔者坚信未来3-5年，FPGA在中国应用设计市场将发生井喷。

 

9月14日，赛灵思全球行销高级副总裁Vin Ratford对笔者表示，为设计带来差异化和灵活性的好处正吸引越来越多的中国公司采用FPGA，赛灵思推进中的“目标设计平台(TDP)”策略正是致力于简化FPGA设计和缩短开发周期的目的，其中主要的一项就是要能令中国工程师用C语言犹如开发DSP一样容易来开发FPGA设计，而诸如新型便携式医疗成像设备和视频监控中的应用推动了FPGA在中国的发展前景。Vin Ratford强调，允许高级语言开发FPGA不是一件容易的事情，FPGA业界在这方面已耕耘多年，同时随着近两年可编程器件功耗和制造成本的不断降低，和整个生态的完善配合，简化FPGA设计的时机可谓已然成熟。据称，面向特定领域的TDP平台将于09年末面市，这将可帮助工程师节约一半的FPGA设计时间。

 

 

图1：赛灵思全球行销高级副总裁。

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9月17日，《电子工程专辑》“2009年中国IC设计调查结果公布”在东莞IIC会场同期举行。该调查结果的一项数据表明，本土IC设计公司采用3万到10万门可编程器件设计的数量正发生显著增长，而一百万门FPGA的使用依然为主流，如图2所示。据《电子工程专辑》分析，诸如通信基础设施这些高端应用依然是中国市场FPGA应用的最大宗来源，而FPGA在便携式设计和工业应用中正发生显著变化。

图2：本土公司采用3万到10万门可编程器件设计的数量正发生显著增长，而一百万门FPGA的使用依然为主流。

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9月18日，在东莞IIC会场上，笔者就这些问题和Altium的大中国区FAE游晋进行了交流。他表示，据他和客户接触的经验来看，FPGA的确正不断地受中国工程师的欢迎，主要是因为其成本和功耗在不断下降，而MCU的成本下降几乎没有空间；但国内FPGA应用主要还是在用来做控制的比较多，由于DSP方案比较成熟，他估计在中国市场大规模用FPGA做数字信号处理还需要一些时间。Altium也是看好中国的FPGA市场，因此最近推出了NanoBoard 3000开发板。据介绍，NanoBoard 3000是基于前一代产品的简化版，由于减少了外围的一些配置，其价格从前代的3000美元降到了约400美元，这将使更多的中国工程师使用上该FPGA开发板。NanoBoard 3000分别能提供基于赛灵思和Altera这些FPGA器件的子板，通过该开发板可以实现FPGA的C/C++编译、仿真、综合等，配合Altium的PCB软件，以帮助中国工程师能对整体系统进行预验证，并能轻松实现系统和板级的2D/3D视觉效果切换。因此，该FPGA开发板和类似赛灵思、Altera这些厂商的开发工具不会产生冲突，它最大的优点是配合其PCB布局布线软件提供基于FPGA设计的系统预验证，FPGA器件的下载和配置还是留给FPGA厂商的工具来进行，因为只有原厂的工具才能对自己的器件进行最好的优化。无容置疑，这样的工具和这样的价格一定有力推动了FPGA设计的普及。

 

 

图3：Altium在IIC东莞上展出的新款NanoBoard。