pld/fpga是近几年集成电路中发展最快的产品。由于pld性能的高速发展以及设计人员自身能力的提高,可编程逻辑器件供应商将进一步扩大可编程芯片的领地,将复杂的专用芯片挤向高端和超复杂应用。据ic insights的数据显示,pld市场从1999年的29亿美元增长到去年的56亿美元,几乎翻了一番。matas预计这种高速增长局面以后很难出现,但可编程逻辑器件依然是集成电路中最具活力和前途的产业。
什么原因使pld发展如此之快?这主要是依赖通信和网络产品市场的飞速发展,而这一领域是pld最大的应用市场。熟悉通信和网络的人一定知道这里玩的是协议,而通信协议好像海鲜价钱,说变就变。pld正是发挥了它现场可编程的特点、绕过定制集成电路的复杂环节,极大地缩短了新品上市时间、提高了设计和使用的灵活性。因为通信和网络产品利润高,也因为pld器件工艺复杂,因此pld一直被认为是只能应用于高档产品。如通信产品和专业图象处理设备。但是随着半导体工艺的发展,pld芯片的成本已越来越低,甚至已经可以和asci芯片和标准集成电路相互竞争,这使得pld的应用领域不断扩大,反过来,这又进一步加速了pld产品的发展。
目前可编程逻辑器件的发展趋势主要体现在以下几点: 继续向更高密度,更大容量迈进
“为吸引用户采用fpga进行设计,可编程芯片供应商始终在寻找提高设计功能和灵活性的方法。”ic insights公司分析师brian matas称。fpga已开始接近1,000万门的规模,这似乎已经达到用户的要求或设计能力的极限。但这些高端pld供应商仍不以此为满足。“在过去十年里,每次我们推出更大规模的器件,都以为到头了,没有人会需要这么大的容量,但每次客户的需求又再次爆棚。”xilinx公司资深总监mark aaldering说。市场分析家认为目前的状况仍是如此。对新型最高密度器件的需求有增无减,pld市场中的领先供应商的发展速度高于其它市场。
大容量pld/fpga是市场发展的焦点。pld产业中的两大霸主:altera和xilinx在超大容量的pld/fpga上展开了激烈的竞争。去年altera推出apex-e系列,最大的20k1500e达到了51840个le(逻辑单元),稍后xilinx的virtex3200e达到32448个slices(一个slices约等2个le)于今年xilinx推出virtexii系列,其中容量为33792个slices的virtexii 6000已经提供样品,altera的新系列:apexii中的ep2a70也开始出货,容量为67200个le。芯片规模的增加迫使各大pld厂家推出更强功能的软件,altera在99年推出面向百万门级pld设计软件:quartus, 并最终打算取代maxplusii,xilinx也正在将foundation转向ise。
低密度pld依然走俏
低密度的产品以altera的max7000/3000,lattice的isplsi2000,xilinx的xc9500为代表。值得注意的是,销售量最大的产品,其容量也在不断加大。按照stark的说法,最新产品的容量将达到128或256个宏单元。这些产品的价格正在下降,很显然它们将成为市场的最新热点。此外,同一封装尺寸的256、384和512宏单元的器件也已经上市。这些产品简化了升级过程,最小化了引脚上的脉冲和器件在电路板上占位面积。
atmel公司cpld和spld产品总监jim fahey说:“随着工艺技术的发展,256宏单元产品越来越引人注目,性价比变得更具吸引力。”像许多供应商一样,atmel今年将推出电源电压为5v和3.3v的0.35微米器件。这一举措反映出:虽然步伐有些缓慢,但pld业界正在向低电压(3.3v甚至2.5v)器件演进。
fahey称,目前有些厂商正在使用价格来吸引用户使用电压为3v的器件。上述趋势加速了器件设计向3.3v转变,然而超越目前这一水平的动力并不大。fahey说:“我还没有察觉有厂商在进行2.5v器件设计。”lattice的stark同意上述观点。设计者目前还不需要内核电压是2.5v的器件,大多数系统单元使用的是3.3v电压。 但是以max7000系列产品而占有1/3市场份额的altera公司并不这样看,在推出3.3v电压的max7000ae以后,2.5v内核的max7000b系列也被积极的推向市场,max7000b以更短的pin-to-pin的延时和更低价格,力争占领低电压系统和高速系统中的低密度pld市场。
ip内核得到进一步发展
由于通讯系统越来越复杂,pld的设计也更加庞大,这促进了设计人员对ip核的需求。各大厂家继续开发新的ip,并且开始提供“硬件”ip,既将一些功能在出厂时就固化在芯片中
近期,altera又推出了10种新型超级内核(megacore)功能,包括sonet/sdh帧编码器、atm信元、ppp分组交换器以及t3帧转换和映射内核。
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