Altera关于SoC FPGA方案的问答

　　嵌入式设计中，提高系统性能，同时降低系统功耗，和板子面积都是常见的问题。随着FPGA朝着摩尔定律发展，我们可以在我们的器件里集成更高级的功能。同时借助更小的工艺，我们可以得到功耗降低和性能提高的好处。

　　通过使用硬核IP，我们可以在器件中提供史无前例的集成度，并为我们带来更多功能。这些好处可以使客户可以减少板上分离器件的数目，从而减少系统成本。比如，我们固化了储存器控制器，PCIe模块，并增加了收发器的数目和速度。

　　由于我们在器件中所做的创新，嵌入式系统里使用FPGA变得非常通用。最近由UBM展开的一次嵌入式调查发现，接近45%的嵌入式设计师计划在他们的下一个嵌入式项目中使用FPGA。我们发现了这个趋势，很多我们的客户在嵌入式系统中同时使用微处理器和FPGA。

　　在我们的28nm产品系列里，我们看到一个史无前例的机会来解决嵌入式开发者关于性能，功耗，集成度和成本等的问题。

　　FPGA硬件设计的灵活性有时也会带来诸如设计复杂度增加的烦恼，特别是对于不熟悉FPGA硬件设计的处理器开发人员。Altera提供界面友好，操作简单的系统集成工具—Qsys。利用Qsys进行系统集成非常方便。你只需选择需要的IP，通过GUI界面将他们连接起来。Qsys能够自动生成互联逻辑(地址/数据总线连接、总线宽度匹配逻辑、地址解码逻辑以及仲裁逻辑，等)。Qsys兼容业界标准接口IP比如Avalon总线接口，和AXI总线接口。Qsys现在支持100多个IP组件，今后还会有更多的兼容IP。很多流行的接口协议或者存储器IP都与Qsys兼容。在嵌入式IP领域，我们移植的有：Nios II软核处理器、JTAG、UART、SPI和RS232等等。当然客户也可以通过Qsys，设计自定义的IP。

　　软件的开发通常在嵌入式系统开发周期占绝对重要的位置。为了缩短产品上市时间，谁更早开发软件，谁就能占据先机，赢得市场。在您拿到芯片之前，Altera提供仿真平台—虚拟目标，以便于您进行软件设计的开发。Altera® SoC FPGA虚拟目标是对双核ARM® Cortex™ -A9 MPCore™ 嵌入式处理器系统的快速功能仿真。在PC上运行，该仿真平台运行Linux或者VxWorks操作系统，并且加入FPGA在环。客户可以对实际开发电路板进行建模。虚拟目标与其仿真的实际硬件二进制和寄存器兼容，当您拿到芯片之后，不需修改就能够将您在虚拟目标调试通过的程序下载到硬件中运行。

　　Q2：Altera目前在SoC FPGA方案的发展成果如何?

　　Altera正与例如工业，通讯等等业界领先公司合作进行评估和开发针对SoC FPGA的应用。借助虚拟目标和FPGA在环,使我们的客户可以在硬件开发之前进行软件开发，从而实现芯片所具有的先进特性。

　　Q3: Altera SoC FPGA产品有何独特性与功能?

　　Altera SoC FPGA采用了双核ARM Cortex-A9 MPCore处理器以及硬核存储器控制器和公共外设，在处理器系统和FPGA之间建立了高性能互联。

　　对于FPGA部分，我们在今年早些时候发布的最新28nm Cyclone V和Arria V产品系列中置入了这些器件。这实现了低功耗、低成本等优点，同时还提高了性能。

　　由于它是ARM处理器，因此，对于软件开发，这些器件继承了使用广泛而且熟悉的ARM辅助系统的优点。这些器件也是由Altera的高效能硬件开发工具提供支持，特别是Quartus II软件和我们的Qsys系统集成工具。

　　最革命的方面是我们的SoC FPGA虚拟目标。我会在后面的研讨中详细介绍这一方面，而采用SoC FPGA虚拟目标，我们率先在FPGA业界实现了虚拟原型开发技术。采用我们的SoC FPGA虚拟目标，我们支持SoC FPGA用户面向他们的SoC FPGA器件开始应用软件的开发，以最小的工作量将软件移植到等价的硬件中，不需要修改就可以运行。

　　Q4：主要锁定应用市场是什么? 如何提升产品市占率?

　　我们看到SoC FPGA在很多不同市场领域都得到了应用，这些应用要求提高效能、同时降低功耗和成本、减小电路板面积。

　　主要目标是包括“绿色”或者节能技术的工业领域，例如智能电网、太阳能逆变器以及更高效的工业电机控制驱动器等。

　　视频处理也非常适合采用这类产品。视频监控摄像机和汽车辅助驾驶也是这类应用的两个好例子。

　　远程射频前端、LTE基站等无线基础设施、交换机和路由器也是比较好的这类应用，对性能的要求较高，而用户希望减小体积，降低功耗。

　　计算机和存储——例如，每一微秒都非常重要的高速金融交易平台，以及多功能打印机、扫描仪和服务器机架管理等应用也适合采用这类产品。

　　Q5：Altera对于2012年FPGA的景气有何看法?

　　Altera公司主席、 首席执行官和董事会主席 John Daane先生指出, 在新的制程中, FPGA通常是最先被采用、验证和优化该工艺的器件之一。 例如,Altera于2011年初在其定制28nm FPGA系列中开始发售功能强大、复杂的器件,采用了TSMC的高性能28nm工艺。这需要在前十代产品节点与代工线共同工作所累积的经验基础上, 进一步展开密切合作。

　　不过, 对新技术节点的需求已经超出了电路设计能力,在芯片级甚至是系统级就要影响设计选择。例如, 在高速串行接口应用中,Altera发售了Stratix V FPGA,它具有可高度灵活配置的28 Gbps收发器。但是,在当今以系统为导向的环境下,只有业界最快的集成收发器还远远不够。串行链路需要速度足够快的控制器才能够跟上收发器。控制器需要速度很快的片内总线、容量足够大速度足够快的缓冲以支持它们。所有这些模块必须满足能耗要求, 具体取决于系统,其应用以及使用模式。 相应地, Altera收发器技术必须提供多种选择。一些选择是在电路级——设计了不同版本的收发器工作在不同速率上,提供不同等级的能耗。从定制28nm系列中选择芯片, 系统设计团队在收发器速率和能耗上满足了自己的系统要求。其他决定是在模块级,PCI Express Gen3或者DDR3等对性能要求很高、对功耗要求很严的控制器必须在可程序设计单元中实现,还是在固定硬件中实现? 这类模块应该连接至可程序设计架构,还是硬线连接的系统总线,还是都需要连接?答案取决于具体应用。

　　当前, 大部分系统设计无法承受ASIC的成本:一个芯片设计仍然需要服务于很多用户。解决这一难题的唯一方法是Altera深入了解用户的系统设计, 找到最能满足应用需求以及市场规模的共性领域。今天,Altera在与用户之间打开了另一空间:专用解决方案领域。2012年,很多非常具有竞争力的系统设计团队将会高度专业化。

　　展望2012年,Altera将继续在28 nm以及后续节点与代工线伙伴合作,不断在工艺、器件和电路上实现创新,保持公司在硅片和电路上的技术领先优势。同时与用户密切合作, 确保交付非常符合他们的功耗、性能和成本特殊需求的产品。Altera将继续深入理解各种专业应用, 从而能够交付有助于用户加速其设计规划实施的IP和参考设计。

　　Q6 今年目标营收预计可望成长多少? 主要营收贡献会是来自哪一方面的应用领域?

　　2012 年 1 月 24 日在 " Altera 宣布 2011年第四季度业绩" 新闻发布稿中 , Altera公司主席、 首席执行官和董事会主席John Daane先生提到 " 虽然行业情况导致第四季度连续销售下跌,Altera 在2011 年增长了 6% — 超越大部份的半导体产业 。我们的 FPGA 的市场份额再次増长。 我们看到过去几年,在长期以技术为基础的趋势下有利于FPGA的需求。我们继续相信这些因素 ,再加上FPGA 份额正在扩大,使我们可能随时间的销售增长是半导体行业的两倍。"

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