標(biāo)題：FPGA和結(jié)構(gòu)化ASIC強(qiáng)化高速串行通信功能
單向傳輸速率達(dá)到2.5Gbps的高速串行通信技術(shù)PCI Express正快速上升為PC產(chǎn)業(yè)界的新熱點(diǎn)，PCI Express總線(xiàn)將取代目前的I/O（輸出輸入）接口，如用于服務(wù)器、工作站、臺(tái)式電腦、筆記本電腦和通信設(shè)備等所有產(chǎn)品中連接設(shè)備的PCI總線(xiàn)，和連接圖形卡的AGP8X接口。
不少工業(yè)分析家相信，2005年它將取代60%的PCI接口市場(chǎng)。英特爾也預(yù)計(jì)今年的PC、筆記本電腦、服務(wù)器、工作站、通信和嵌入式產(chǎn)品將廣泛采用PCI Express，并正在全力推動(dòng)跨平臺(tái)、從上到下的向PCI Express的快速遷移。
這一技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)也對(duì)FPGA供應(yīng)商的發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響。例如，Altera高級(jí)市場(chǎng)副總裁Jordan Plofsky最近接受本刊記者采訪時(shí)表示：“今年我們將為Stratix GX、Stratix II GX、CyClone II和HardCopy II提供PCI Express接口支持。”這意味著Altera今年可望向用戶(hù)市場(chǎng)提供PCI Express內(nèi)核。
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Plofsky: Altera今年 |
事實(shí)上，Altera早就在為此積極做著準(zhǔn)備。就在今年二月份，Altera和PMC-Sierra公司合作發(fā)布了一整套基于Altera可編程邏輯和PMC-Sierra收發(fā)器技術(shù)的高速串行I/O解決方案。這一合作使得Altera低成本CyClone II FPGA、Stratix II FPGA和HardCopy II結(jié)構(gòu)化ASIC的用戶(hù)能夠通過(guò)PMC-Sierra PM8358 QuadPHY 10GX串行/解串器(即SERDES收發(fā)器)將他們使用的器件無(wú)縫移植到高速串行協(xié)議系統(tǒng)中。這一組合解決方案使得用戶(hù)能夠應(yīng)用時(shí)下流行的高速串行通信協(xié)議(如PCI Express、Serial RapidIO、10G以太網(wǎng)、光纖通道、通用協(xié)議無(wú)線(xiàn)接口等)來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片間、PCB板之間以及系統(tǒng)間的通信連接。對(duì)習(xí)慣于FPGA/收發(fā)器方案的用戶(hù)，Altera也提供了集成SERDES的解決方案。
PMC-Sierra公司市場(chǎng)總監(jiān)Travis Karr也強(qiáng)調(diào)：“QuadPHY 10GX SERDES和Altera FPGA的結(jié)合能夠?yàn)橛脩?hù)提供最具成本效益的解決方案，它支持速率在1.2至3.2Gbps之間的主要新興串行協(xié)議。”
大多數(shù)臺(tái)式PC和服務(wù)器供應(yīng)商預(yù)計(jì)在近期將采用PCI和PCI Express兩種插槽并存的方式，然后在一兩年里逐步淘汰PCI插槽。PCI Express在筆記本電腦中的應(yīng)用也在快速上升之中。
市場(chǎng)研究公司Insight6??分析師Nathan Brookwood表示，PCI Express總線(xiàn)的另一個(gè)好處是能夠?yàn)橛脩?hù)提供更大的靈活性。PCI總線(xiàn)需要用戶(hù)打開(kāi)機(jī)箱插入各種硬件卡，而PCI Express總線(xiàn)允許PC整機(jī)供應(yīng)商直接把連接邏輯制作到主板上，用戶(hù)只需要簡(jiǎn)單地在機(jī)箱后面插入線(xiàn)纜就可以了。
另一主要FPGA供應(yīng)商Xilinx目前已可向用戶(hù)提供PCI Express內(nèi)核，其Virtex II Pro FPGA集成了RocketIO 3.125Gbps收發(fā)器，完全可以支持單向通信速率為2.5Gbps的單通道PCI Express接口的實(shí)現(xiàn)。
隨著FPGA成本的直線(xiàn)下降(目前最便宜的FPGA價(jià)格已掉到3美元左右)，F(xiàn)PGA和HardCopy II結(jié)構(gòu)化ASIC越來(lái)越多地成為開(kāi)發(fā)中小規(guī)模ASIC和ASSP的用戶(hù)的第一選擇。Plofsky透露，目前不少I(mǎi)C品牌供應(yīng)商開(kāi)始直接采用我們的Stratix II FPGA和HardCopy II產(chǎn)品開(kāi)發(fā)其ASSP。
Gartner在一份市場(chǎng)研究報(bào)告中也指出，大約65-70%的數(shù)字ASIC設(shè)計(jì)可以用HardCopy和HardCopy II來(lái)完成，這意味著HardCopy的市場(chǎng)可以在2006年達(dá)到150億美元。
目前Altera密度最高的Stratix II FPGA可以開(kāi)發(fā)最高220萬(wàn)門(mén)的ASIC，百萬(wàn)門(mén)ASIC的成本已只有15美元。HardCopy II結(jié)構(gòu)化ASIC支持的最高工作頻率為350MHz。
“驗(yàn)證是目前中國(guó)工程師在開(kāi)發(fā)百萬(wàn)門(mén)以上FPGA時(shí)遇到的最大技術(shù)挑戰(zhàn)，”P(pán)lofsky指出，“信號(hào)完整性和EMI/EMC問(wèn)題也是主要的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，尤其當(dāng)他們開(kāi)發(fā)復(fù)雜和高速的FPGA設(shè)計(jì)時(shí)。”
2004年Altera最成功的產(chǎn)品是Cyclone，其全球付運(yùn)量約達(dá)到了750萬(wàn)片，最大的應(yīng)用領(lǐng)域是各種類(lèi)型的TV，如LCD和PDP TV。在亞太市場(chǎng)，它主要應(yīng)用在日本、韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)的消費(fèi)電子產(chǎn)品中（如便攜式多媒體播放機(jī)中）。
Altera大中國(guó)區(qū)總經(jīng)理趙典鋒也透露，Stratix已經(jīng)在日本和韓國(guó)的電信基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品中(如基站)進(jìn)入了批量發(fā)貨階段，Stratix II目前也已中標(biāo)了不少設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)Hardcopy II也可望進(jìn)行批量交貨階段。