FPGA+CPU将会是未来基于大数据的人工智能的主要架构
cool！奥迪的量产车从硅谷到拉斯维加斯实现了近900公里环路的自动驾驶。这是前几天altera在其深圳的fpga soc开发者大会（asdf）宣布的，它采用该公司的soc fpga实现了各种传感器的数据融合（sensor fusion），从而实现自动驾驶。
道的不少在做大脑芯片或者人工智能芯片的公司，都在采用fpga+cpu的架构方式，再过几年，这些芯片植入各种消费电子中将会无处不在，fpga会真正从小众市场走向大众市场，这样看来英特尔167亿美元的收购物有所值，更不用说将来在核心的云端大市场所拥有的绝对优势。
尽管英特尔收购altera的案子还在等中国与韩国政府的批准（美国与欧洲都已通过），也许还需要再等1-3个月，但是fpga+cpu这种异构架构正在遍地开花，特别是一些需要智能视觉分析、与云端大数据结合的智能终端中都在采用这种方式，fpga+cpu将会是未来基于大数据的终端的主要架构，改变整个处理器产业格局。
在深圳asdf大会上，众多客户展示了基于fpgasoc的最新应用，fpga+cpu架构正在迅速被业界认可并采用。下面本刊记者为您带来一些精彩的案例，并且专访了altera美国专家——嵌入式处理营销资深总监chris balough，他的犀利的观点：“未来用户不会关心soc中采用了什么技术，而只是关注这个soc的性能。就像现在大家不会再关注cpu中采用了什么内存技术一样，就说它是一个cpu。”也许，不用十年，fpga这个独立的细分市场就会消失掉，altera已被英特尔收购，而xilinx等也会找到他们钟情的合作伙伴。
图：奥迪的量产车从硅谷到拉斯维加斯实现了近900公里环路的自动驾驶，采用了altera的fpga soc
在asdf大会上，嵌入式处理营销资深总监chrisbalough 展示了altera未来的路线图：高端产品将采用英特尔10nm制程；中端采用英特尔14nm制程；而低端产品cedar将会针对量大的消费电子市场，仍然采用tsmc的工艺制程。“cedar产品继续采用tsmc制程，我们会保持与tsmc的长久关系。”他说道。如下图
图：altera未来的高中低端路线图，已涉及到采用英特尔的10nm工艺。
高端产品特征是单个die中可以达到1000万个逻辑单元，这是基于英特尔的特殊工艺才能实现的，将来针对大数据云端的应用包括路由器等，具有超强的性能与低功耗特征。并且，altera有信心可以实现大die的高良率。
大家最感兴趣的是将来针对大批量市场的中低端cedar系列产品的细节，但是chris balough表示，现在还不能公布cedar的细节，“但是我们有信心引领在消费电子的很多应用中，由assp转向fpga soc，我们将提供极具成本效益的解决方案，并且也在功耗上具有优势，让更多产品使用64位v8处理器的架构。”他说道。
“ 未来用户不会关心soc中采用了什么技术，而只是关注这个soc的性能。就像现在大家不会再关注cpu中采用了什么内存技术一样，就说它是一个cpu。” 不过，未来那些大型的fpga会继续存在。但是，所有这些包括超大逻辑单元fpga与fpga soc，都会遵循统一的开发工具，它们会用一个统一的开发环境opencl，既可用于fpga，也可用于arm控制器。“现在opencl在大学本科课程中还没有推广，我相信未来会在大学生中流行。”chris balough预测道。
大家对于未来arm与英特尔的关系表示很担忧，未来altera是否能继续支持arm？他解释道，英特尔承诺花了巨额收购altera之后，将会持续支持altera的产品路线图，这其中包括对arm内核的支持。虽然英特尔提示过要开发至强处理器+fpga的芯片，还要开发相关的soc单芯片。但是，altera选择arm是因为客户的选择。“我们在即将发布的stratix 10上还会选择arm cortex a53的内核，这些都是因为客户的需求，altera会推动64位v8架构的arm内核+fpga的采用。”他表示。
随着苹果、三星、华为等顶级的oem厂商自己设计手机芯片，通用assp产品的市场份额会减小，这也是之前ti的巨大成功的omap产品，瞬间就消失的原因。所以，随着半导体工艺的不断提升，芯片设计投入巨大，assp与asic需要巨大的出货量才能支持，而现在这样巨大出货量的市场越来越少。
当然，我们看见除了手机以外的更多新兴的消费电子市场正在采纳fpga soc方案，比如目前火热的无人机，“中国一家著名的无人机公司正在采用我们的fpga soc方案替代assp方案。”chrisbalough透露道。此外，包括前面提到的奥迪汽车的自动驾驶系统中也采用了fpga soc替代assp。“还有一些中国的客户，他们在用fpga设计比特币挖掘机。”
这次开发者大会邀请了400-500家合作伙伴参加，这也是altera第一次着力打造fpga soc 生态链。
soc fpga将会是对现有fpga世界的一次颠覆，将会改变客户的决策，对于工程师也是一次大的挑战，我们会打造从硬件到软件的生态链，全力帮助客户迎接这个巨大变革时刻的来临。” 他最后说道。
采用fpga的高速电动车马达
在asdf大会上，altera展示了很多基于cyclone v soc的应用，这个能够多轴运动及精准定位的应用给观众留下深刻印象。
图：正在被很多电动汽车厂商采用的基于cyclone v soc的高速马达方案
以上这个图是正在被很多电动汽车厂商准备采用的马达控制方案。为什么会采用cyclone vsoc替代传统的mcu或者dsp呢？展台负责人解释：fpga控制可以实现非常高的性能。比如说通常的dsp与mcu只能做到8k或者16k转速，fpga可以做到200k-300k。这个正好满足了目前很多电动汽车的需求，原因有三个：一个是电动汽车中一些igbt器件转向碳化硅，碳化硅对于速度的要求非常高，甚至会达到200k以上，cyclcone v soc正好满足了这个需求；第二是由电动汽车由单轴转向多轴，并且需要多轴联动，所以传统的mcu与dsp已不能满足要求，需要fpga来完成；此外，驱供一体的方案，也有这样的需求。最后，由于fpga方案效率非常高，又满足了各国绿色能源的要求。
“现在客户对于器件成本虽然还是敏感，但是随着品牌客户向中高端走，他们也要提供差异化的功能，fpga解决方案迎合了他们的需求。” 他分析道。
fpga soc支持精准定位与多轴运动机械手
图：这个是基于cyclcone v soc的工业机械手，支持多轴，可以十分精准地定位。
这个是基于cyclcone vsoc的工业机械手，支持多轴，可以十分精准地定位。它支持工业以太网，用了一个中国跳棋来做demo，演示了其精准的定位，特别是那个一个夹爪的设计很意思，既可以抓凹槽的部分，也可以抓取突出的部分，显示了它的十分精准的定位。此外，它的圆弧运动与加减速运动都十分精准。目前有些客户基于cyclcone vsoc的方案在开发机械手的产品。
精细颗粒异构计算用于手势控制
图：这个基于cyclcone v soc的精细颗粒异构计算模型，将来可以用于3d鼠标、手势控制等多个场景。
这个是基于cyclcone vsoc的精细颗粒异构计算demo——图形加速算法。soc内有cyclcone 与arm cortex a9双核，通过fpga+cpu可以实现任意的微调，altera称之为精细颗粒异构计算，其中fpga起到了显卡加速的作用：把cpu中原来要处理的函数放到fpga中来跑，也就是把原来软件要做的事情，给fpga来做，可以灵活地做微调，按照客户应用的需求调到功耗最低，速度最快。这样，客户可以自己做二次开发。这个demo的应用场景包括3d鼠标、手势控制等。它采用opnecl工具，同时可以编译fpga与cpu。
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尽管英特尔收购altera的案子还在等中国与韩国政府的批准（美国与欧洲都已通过），也许还需要再等1-3个月，但是fpga+cpu这种异构架构正在遍地开花，特别是一些需要智能视觉分析、与云端大数据结合的智能终端中都在采用这种方式，fpga+cpu将会是未来基于大数据的终端的主要架构，改变整个处理器产业格局。
在深圳asdf大会上，众多客户展示了基于fpgasoc的最新应用，fpga+cpu架构正在迅速被业界认可并采用。下面本刊记者为您带来一些精彩的案例，并且专访了altera美国专家——嵌入式处理营销资深总监chris balough，他的犀利的观点：“未来用户不会关心soc中采用了什么技术，而只是关注这个soc的性能。就像现在大家不会再关注cpu中采用了什么内存技术一样，就说它是一个cpu。”也许，不用十年，fpga这个独立的细分市场就会消失掉，altera已被英特尔收购，而xilinx等也会找到他们钟情的合作伙伴。
图：奥迪的量产车从硅谷到拉斯维加斯实现了近900公里环路的自动驾驶，采用了altera的fpga soc
在asdf大会上，嵌入式处理营销资深总监chrisbalough 展示了altera未来的路线图：高端产品将采用英特尔10nm制程；中端采用英特尔14nm制程；而低端产品cedar将会针对量大的消费电子市场，仍然采用tsmc的工艺制程。“cedar产品继续采用tsmc制程，我们会保持与tsmc的长久关系。”他说道。如下图
图：altera未来的高中低端路线图，已涉及到采用英特尔的10nm工艺。
高端产品特征是单个die中可以达到1000万个逻辑单元，这是基于英特尔的特殊工艺才能实现的，将来针对大数据云端的应用包括路由器等，具有超强的性能与低功耗特征。并且，altera有信心可以实现大die的高良率。
大家最感兴趣的是将来针对大批量市场的中低端cedar系列产品的细节，但是chris balough表示，现在还不能公布cedar的细节，“但是我们有信心引领在消费电子的很多应用中，由assp转向fpga soc，我们将提供极具成本效益的解决方案，并且也在功耗上具有优势，让更多产品使用64位v8处理器的架构。”他说道。
“ 未来用户不会关心soc中采用了什么技术，而只是关注这个soc的性能。就像现在大家不会再关注cpu中采用了什么内存技术一样，就说它是一个cpu。” 不过，未来那些大型的fpga会继续存在。但是，所有这些包括超大逻辑单元fpga与fpga soc，都会遵循统一的开发工具，它们会用一个统一的开发环境opencl，既可用于fpga，也可用于arm控制器。“现在opencl在大学本科课程中还没有推广，我相信未来会在大学生中流行。”chris balough预测道。
大家对于未来arm与英特尔的关系表示很担忧，未来altera是否能继续支持arm？他解释道，英特尔承诺花了巨额收购altera之后，将会持续支持altera的产品路线图，这其中包括对arm内核的支持。虽然英特尔提示过要开发至强处理器+fpga的芯片，还要开发相关的soc单芯片。但是，altera选择arm是因为客户的选择。“我们在即将发布的stratix 10上还会选择arm cortex a53的内核，这些都是因为客户的需求，altera会推动64位v8架构的arm内核+fpga的采用。”他表示。
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