低成本FPGA(现场编程门阵列)正势不可挡地向应用市场渗透

低成本FPGA(现场编程门阵列)正势不可挡地向应用市场渗透。相比起传统的ASIC，FPGA成本更低，功能更多因此具有更高的性价比。

因为体积成本只是众多成本之中的一个因素，依靠更小的工艺尺寸来降低成本收效甚微。芯片中还必须要有足够的逻辑功能和I/O引线以满足实际需要。

可编程器件应用的推广是市场上大量产品被不断淘汰的主要原因。这些产品的开发者必须批量生产开发出的ASIC新产品来保证不会引起重复的设计费用。但是同时也存在着一个潜在的问题：即一段时间后，这些产品可能会因不能适用于新一代技术而遭到淘汰由此造成产品滞压。

可编程逻辑器件解决了上述不足。这种没有预先设置程序的器件不会造成大的重复设计费用。如果设计得当，这种芯片可以现场升级以纠正其存在的不足并增加新的功能。FPGA的单片成本可能比ASIC要高一些，但考虑到这些优势，FPGA无疑是性价比更高的解决方案。

随着这一趋势，所有具备FPGA技术的厂家都已开发出这类低成本的FPGA芯片器件以满足广大的市场需求，其单价从$1.30到 250，000不等，适用于约30K种不同逻辑门的器件。

现在，开发者可以用不到$10买到多种10万门数的FPGA芯片。如Xilinx的Spartan 3E系列中的XC3S1200E。现在样品已经展示，计划2006年下半年上市，价格定在$9每件以下，预计生产量为 500,000件。如此的低价使FPGA直接挑战传统ASIC的市场地位。

其他的FPGA厂家也发布了各自的系列产品。如Actel的ProASIC 3系列、Altera的Cyclone II、Lattice的EC(经济性)、ECP-DSP(经济且具备数字信号处理功能)和XP系列、以及 QuickLogic的Eclipse II 系列。

赛灵思公司的Spartan-3E系列是其Spartan的第三代产品，专门适合必须考虑预算成本生产。本系列包含有五种产品，从100K 到16万门数，从231K字节的SRAM到6?8字节的RAM块，从66到376个I/O引脚(见图1)。 由于采用了这一新的结构，E系列比Spartan-3系列价格降低了30%。

3E产品从顾客使用角度设计，支持低压差分信号(LVDS)接口，PCI 6?/66, PCIX, DDR33并对可提供高速DSP功能的可以用18字节的18倍乘法器的支持。 1.2-M门数的XC3S1200E在时钟频率为325 MHz时可达到9.1 GMACs/s。精密的时钟管理器(多达8个)使设计者可以运行多个时钟树。

不像最初的FPGA需要专门设置存储,3E系列利用低成本的串行外设接口标准闪存。已经安装有标准并行闪存(有专门的设置代码)的器件可以帮助开发者节约设置存储的成本。

现在新推出的Spantan-3系列中的3L系列是一种出色的FPGA产品。该系列的器件休眠时的电流仅为6-10mA，是 Spartan-3系列静态功耗的98%。3L系列系统门数由10万到40万，多达633个引脚封装。

除了120到432K字分散人SRAM外，3L系列有可配置的RAM存储器- 1-Mgate芯片上有432K字节的存储量和4-Mgate芯片上的1728M存储量。3L系列同时也配置有乘法器，其中1-Mgate芯片上有24 个，4-Mgate器件上有96个。

英雄所见略同

Altera的Cyclone II系列与Xilinx公司的Spartan-3E系列有着相似的装备，其器件装有从4.6到68K不等的逻辑元件(如果一个逻辑元件等于约26系统门的话，那么它相当于120K到 18万个系统门阵)。这两个系列的总存储量范围为120K字节到1.1M，另外还有13到150个18字节的18倍乘法器，两个或四个相同步逻辑回路及 143到622个用户I/O引脚。每个芯片乘法器都可以设置成两个单独的9字节9倍乘法器，以适用于时钟速率为250 MHz时的运作。Spartan-3E和Cyclone II系列都支持多种I/O标准(包括LVDS、差分HSTL、差分SSTL)和许多电压在1.5/1.8/2.5和3V处的单端标准。大多FPGA芯片只支持第一代双数据率(DDR)存储，而这两个系列不仅支持精密的DDR2 ，再加上QDRI存储接口和器件上的集成电路板，数据传输速度达到了668 Mbps。

Lattice公司推出了两个系列的FDGA产品：基于闪存的LFXP系列FPGA器件和基于SRAM存储的EC/ECP-DSP系列器件，系列中有的产品支持精密DSP处理的器件。LFXP系列用芯片上配置的闪存来存储设置模式，而基于SRAM的EC/ECP-DSP系列器件则采用搜寻列表开机下载闪存中的数据。

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