从CME-M7华山系列看京微雅格的FPGA风水学

古代的文人志士喜欢走访名山，并写出流传千古的诗句。现代很多学识渊博的集成电路学者都想挑战难度，设计出足以改变世界的芯片，为中国集成电路产业做出贡献。而设计FPGA这种高端产品无疑是挡在中国IC人前面的一座大山，谁能有愚公移山的精神，谁就能成功。京微雅格CEO刘明博士带领着他的团队做到了，成为世界上除美国外唯一自主研发并成功量产FPGA产品的公司。

京微雅格把自己具有里程碑意义的、融合了ARM Cortex-M3的CME-M7 FPGA系列以中国的“华山”来命名，其中的学问记者是这么理解的：中国的名山很多，其中华山以险著名，难道京微雅格这次要“铤而走险”吗？京微雅格产品营销副总裁刘伟说：“虽然说自古华山一条路，但是也是无限风光在险峰。”是的，华山的险并没有让想登山的人望而却步，反而更增添了他们登顶华山决心。在芯片行业乃至FPGA领域，一直处在诸侯争霸的局面，虽然有强者，但是弱者却也可以找到自己生存的空间，而强者并没有能力吞并所有的弱者。京微雅格“登顶华山”的执着，让他们有了今天的成绩，受到了世界的瞩目，获得了国人的肯定。

FPGA、Cortex-M3及软核的完美结合

    华山有很多俊美的山峰，CME-M7内部也包括了许多“利器”，例如先进的可编程架构，支持高达300 MHz的ARM Cortex-M3性能，以及200MHz的FPGA逻辑性能；集成硬的千兆以太网、USB 2.0、双12位1 MS/s ADC、CAN IP、DDR控制器以及8 KB Cache；相同FPGA容量下可用I/O口最多，达310个；通过浮点运算软IP可以实现M4的功能；基于EFUSE和AES256的保密机制等等。

    如果是单纯的FPGA，京微雅格的直接对手只有4家，而到了SoC FPGA,对手就太多了，包括MCU和DSP厂商。窦总也不避讳地把自己的产品与DSP来比较。在与ADI 600 MHz TS203S和TI 1 GHz C6455 DSP的性能比较中，发现260 MHz的CME的吞吐量反而更高。窦总解释到：“M7系列具有独有的Cascade功能，器件自动实现更多输入LUTs；LP拥有独立MUX，减少了逻辑延迟；此外，M7内部DSP高达48个18×18乘法器。”

    M7的另一大优势是外部存储控制器，其速率高且延迟低。而且ARM与FPGA共享DDR接口，提高了系统效率和性能。“CME-M7是我们在征集了大量的客户设计诉求及反馈后，精心策划的一款CAP系统芯片，”京微雅格市场总监窦祥峰说道，“如何简单、持续并且安全地更新换代是困扰很多设计工程师的难题，CME-M7适时解决了这些问题。与市场上常见的以软核形式实现处理器的方式不同，京微雅格的CME-M7是以嵌入硬核形式整合了包括以太网、USB、CAN、DMA控制器以及DDR控制器等外设。在系统开发过程中，MCU软件工程师与专业FPGA设计工程师的定位是不同的，软核处理器方式会给这两者的设计带来混淆，双方需要大量的设计沟通与配合无形中增加了设计难度，也就延迟了其产品到市场的时间。硬核处理器方式则完全相反，工程师们是在自己熟悉的MCU中进行设计，无论是设计的复杂性、移植性能都大幅度的降低。” 据悉，硬核控制器节省大约3.5 KB容量的FPGA资源，之前这些资源被用来做时序模型、参考设计和调试。

为什么是Cortex-M3?

    Cortex-M给ARM带来的具体收益我们无法知晓，但是从整个行业我们可以看到一个事实：全球超过40家半导体供应商有ARM Cortex-M授权做微控制器；有半导体厂商因为采用Cortex-M核而使得其市场份额猛增，从而扭转乾坤；基于Cortex-M核的处理器被用在了各行各业从低端到高端的产品中。而以上这些成绩的开拓者无疑是Cortex-M3核。

    京微雅格“华山系列”FPGA并没有像竞争对手一样选择Cortex-A9系列，记者看来也是明智之举。高手过招往往需要利用合适自己的武器，华山论剑不是比武之人都拿着好剑，关键在于能否让自己发挥出最大潜能。

    京微雅格为与其FPGA配套使用的软件取了很洋气的名字Primace，现在软件不单是工具了，更多的用处在于其中的软件工具包，可以节省很多开发时间，针对这些需求，京微雅格也与第三方合作提供了IP与专业应用资源，京微雅格产品营销副总裁刘伟也表示京微雅格今后将提供更丰富的软件资源。

    除了已量产的CME-M多功能“山”系列，还有CME-R低功耗“河”系列FPGA，近期投产的CME-C高密度“云”系列以及预研中的CME-P超高端“星”系列。很多记者都想知道京微雅格今后还有什么系列，刘明博士逗趣地说：“至于‘星’系列以上还有什么，就要看我的继任者们了。”山、河、云、星，让记者不得不联想到古代的风水学和占卜学，面对风云变幻的芯片行业，京微雅格必须要谨慎行事，多多评估和分析，才能成为竞争对手面前的“大山”。