赛灵思张宇清:促进TD基站降低功耗平滑演进

2010-08-06 13:32:35来源: 新浪科技
      科技时代_赛灵思张宇清:促进TD基站降低功耗平滑演进

      左为TD技术论坛代理秘书长时光,右为赛灵思亚太区市场及应用总监张宇清

  近日,由新浪科技携手TD技术论坛联合举行的TD-SCDMA厂商高层系列访谈举行,新浪科技特意邀请TD技术论坛代理秘书长时光先生作为本次系列访谈的主持人,对赛灵思公司亚太区市场及应用总监张宇清先生进行了访谈。

  嘉宾介绍:

  TD技术论坛代理秘书长时光

  访谈内容:

  神秘的“X”其实连着一个不断扩张的庞大世界

  时光:非常高兴今天来到赛灵思,这次访谈也是TD技术论坛与新浪科技合作的第二十一次高层访谈,希望这一次访谈能以“不管三七二十一”的方式,坦率地交流看法。我本人来论坛工作之前在一家芯片公司工作,对赛灵思比较了解,但我想对于大多数通信业界朋友来讲,赛灵思可能还像它的LOGO首字母一样,是个“X”,今天我想请您给我们解释一下这个“X”:赛灵思是什么样的公司,是做什么事情的?

  张宇清:赛灵思是一家在纳斯达克上市的美国公司,成立于1984年,是FPGA(现场可编程门阵列)的发明者。FPGA的发明在当时是一种革命性的创举,赛灵思共同创始人之一Ross Freeman先生因为发明FPGA,在2009年荣登了美国发明家名人堂,与爱迪生、贝尔、英特尔的创始人安迪•葛洛夫等著名发明家共享荣耀。这是一份晚来的荣誉,但所有赛灵思员工都感觉与有荣焉,名人堂委员会对FPGA对整个IC产业的带动是认同的。

  26年来,来自客户的巨大的市场推动力,以及赛灵思公司本身所具有的创新理念, 推动者赛灵思不断发展,从早期的可编程逻辑(PLD),到后来的FPGA,发展到现在的系统方案或目标设计平台供应商,完成了一个个行业瞩目的转变, 引领者行业技术和行业应用不断向更深层次进展。

  在硅谷圣何塞(San Jose)的赛灵思总部,一进主楼就可以看到一面专利墙,密密麻麻地挂满了专利牌匾, 牌上刻着26年来赛灵思所有的专利名称和其拥有者的名字,每块牌子代表一项专利, 总共有两千多块。对于一个全球所有员工加在一起3,500人的公司来说, 2000多项专利是赛灵思坚持创新的有利证明,同时也也标志着我们是一个以创新为主导的公司。 创新,让赛灵思拥有FPGA市场超过51%的市场份额,而且维持这样的市场份额已经六七年了。

  2009年2月,赛灵思公司成立25周年之际, 提出了目标设计平台的理念并把其作为公司推动“可编程势在必行”之行业趋势的长期发展策略, 致力于通过提供一个完整的可编程平台,降低FPGA应用的门槛,缩短客户实施FPGA设计的流程,加快其把产品尽快推向市场的速度,并助力其以最高的质量、工艺、性能和最低的功耗把产品推向市场。这一平台不仅应用于大家所熟悉的无线通讯领域,还应用于包括有线通讯、高速运算服务器、消费类电子如汽车电子等在内的行业,我们的产品应用已经扩展到了工业、科研、医疗等等广泛的领域。

  赛灵思目前大概有3,500人左右,办公室分布全球,主要分北美洲区、欧洲区、亚太区和日本区四大区域。我本人负责亚太区的市场部,包括大中华区、台湾、韩国、新加坡、马来西亚、澳大利亚、新西兰、印度等。目前我们在中国区设有8个办事处,分别是北京、上海、深圳、香港、武汉、南京、成都跟西安。

  跟一些老企业,像来中国十几年的TI(德州仪器)相比,赛灵思在国内的发展不算很早,大概有六年的时间。六年前我们是通过代理商发展。但目前我们配合中国的发展,在中国成长非常快。我们积极参与了包括TD产品的推出,也支持了国内几乎所有的电信设备商,我们还非常积极参与国内的大学计划,和顶尖的高校及相关研究机构设立了100多个联合实验室, 在国内几个知名的工业园区均建立了FPGA创新中心, 不仅为业界培养、输送了一批批年轻的工程师, 而且也为中国工程师应用FPGA进行开发提供了有利的支持。

  时光:一个公司是否成功,我们从它的销售额、利润率上是可以看得出来的,但并不是每一个成功的公司都值得尊敬。我本人觉得赛灵思是非常令人尊敬的公司,因为它有自己独特的发明——FPGA,这对芯片设计行业来说——也许今天还说早了一点,但是再过若干年我们回顾这件事情,可以说它是历史性的事件。我想作为历史事件的发起人,赛灵思是一个值得尊敬的公司。

  TD芯片环节上游的资源环境

  时光:在您向我们广大读者解释了赛灵思的“X”之后,我们的话题转向今天的主题:关于TD。刚才您说到赛灵思参与了中国的TD事业。其实中国产业界是通过发展TD,才更加认识到芯片环节在整个产业链中所起到的决定性的作用。现在看起来,我们的TD-SCDMA的终端和芯片,特别是终端,目前仍然不特别令市场满意,我想请您谈一谈,作为芯片行业更上游的环节,赛灵思对TD-SCDMA下一步的发展有什么看法?另外赛灵思在促进TD-SCDMA事业、特别是芯片这方面能够起到什么作用?

赛灵思亚太区市场及应用总监张宇清
赛灵思亚太区市场及应用总监张宇清

  张宇清:首先,TD行业的发展对赛灵思非常关键,对于这一点, 让我们从芯片的角度讲一讲我们发展策略吧。

  目前来讲,FPGA,包括赛灵思的FPGA,在TD行业的主要应用 是在系统设备上,而不是在终端上。可能用到终端方面的可编程逻辑器件,是简单的CPLD器件,而不是功能强大的FPGA器件。而系统设备上FPGA的应用非常广泛,国内几乎每一家系统设备制造商的产品,无论是远程无线电(RRU),或者是基带(baseband),都是有FPGA支持的。像华为、中兴、大唐、普天、烽火、三维通信(Sunwave)、京信通信(Comba)等国内厂商都是赛灵思的客户,FPGA能够得到他们的认可,是我们值得骄傲的地方,我们也是所有FPGA厂商里面唯一一家可以涵盖产业链所有环节上客户的企业。

  赛灵思的产品品质非常可靠,这是我们在行业里信誉非常好的一方面。性能当然是一流的,功耗相对来讲也是很低的。我们很多客户也都做了比较。未来,在设备领域,我们的发展趋势是配合行业要求,会有更高的集成度。我们从28纳米工艺开始,“降低功耗”成为公司致力于的首要目标。以前是性能、功耗、面积都同等重要,但是将来,我们会把功耗——这一阻碍FPGA更广泛应用的障碍放在考虑的第一位。

  我们在功耗方面下了很多工夫,做了很多改善和创新。上一代的FPGA,我们是把无线功放的效率提高了40%,下一代的7系列FPGA会比这个更上一层楼。为什么有这个发展趋势?举个例子,比如说像中移动采用这个设备,以十万基站来算的话,提升40%的性能就等于一年节省1800万美元,碳排放减少31000吨,第一做到节能减排,第二这些钱可以继续提供运营成本的支持,而不只是对运营成本的直接降低那么简单。具体在技术上来讲,它的实现是靠 DPD(Digital Pre-distortion 数字预失真)技术,我们国内有很多客户、包括很大的知名厂商都在使用它,这个技术本身利用了FPGA平台,但是提供给客户的是完整的方案,未来赛灵思的发展方向一定朝着这个理念走,不仅提供FPGA可编程平台,还提供完整方案,这样才能被客户所接受,提高他们的直接经济效益。

  再说终端。这一块有很大的发展空间,中国市场的需求量很大,但竞争也很激烈,而且终端对功耗要求会更高。目前FPGA的功耗已经非常接近 ASIC,但是我们也要很坦白地说,终端上大规模的FPGA应用还没有来到,主要就是功耗这一块还有需要克服的技术困难。当然某种程度上,终端上可以看到一些小的FPGA,但一般不是作为主芯片,可能只是做一个接口。

  时光:FPGA在芯片开发过程中已经起到很大作用。

  张宇清:国内很多著名的终端和芯片公司,都用FPGA来做产品研发,当然我们希望将来FPGA能直接大批量用在终端上,直接给终端带来效益。

  时光:真正完成这个革命。

  张宇清:对,从整个产业链来讲,现在百分之八九十还是在系统设备方面,终端的话还是比较少。当然我们希望可以跟国内的客户、第三方设计公司等朝这方面努力,希望做一些平台,听到更多反馈,让我们下一代芯片越来越接近终端的要求。在处理能力方面, FPGA现在的处理能力要比DSP强大,终端可能要求到有处理收发信号之外,还要做一些多媒体的功能,这方面需要很大的DSP能力,而FPGA里有很多 DSP的模块。

  时光:我想这就是赛灵思很明显的竞争优势,或是FPGA的竞争优势。 3G也好,4G也好,实际上移动通信的发展是要提供更多业务,无非就是说需要更大带宽、需要芯片有更强处理能力,同时功耗要降低,或者处理能力强大的同时功耗不随之上升,在这方面我想FPGA有它的优势,一方面可以更加节能,另一方面,在功能方面可以更灵活的进行配置,而不是只有固定的架构和功能。因为应用多了,业务多了,不一定所有都能覆盖上,按老百姓的说法,是要更智能化来做这个事情。

  时光:因为赛灵思的产品是不直接面向消费者的,我想也请您谈一谈,赛灵思参与TD事业最初的想法是什么,现在在TD方面做了哪些工作?包括有哪些合作伙伴?

  张宇清:对,赛灵思在工程界是相当知名的,但是消费者不太了解,主要因为我们客户不是消费者,而是产品制造商和系统制造商。

  我们当时知道中国政府在大力推广TD,把其作为中国发展的一个战略方向,我们也很期望能够朝这个方向、跟国内厂商一起推动这一战略。FPGA可以创造很大的优势。这就是我们参与TD的方式。我们知道,ASIC和FPGA共存了一段时间,ASIC优势在于功耗、性能比较突出,但是缺点就是随着研发深入,它的投入也是越来越高。目前来讲国内普遍应用是65纳米,现在朝40到45纳米发展,将来是28纳米,费用将以几何级数上升,可以达到几百万美元,或者上千万美元的数字。ASIC公司如果要做TD芯片必须要先有一个量,没有量的话成本投入回不来,所以他们(设备厂商)会考虑ASIC是不是最好的方法,如果不是,他们就转向FPGA。包括像国内华为、中兴、大唐等企业, 当时都是这样想的:首先我的竞争对手是国际品牌,如爱立信、阿朗这些公司, 要首先推出市场的话,必须要比对手快, FPGA就可以做到这一点,因为它是可编程的,今天设计的东西出货到客户手里,发现不对了还可以改。

  随着TD的全球化,可能将来全世界都会有应用,可是每个地区需求会不一样,北美有北美客户的需求,非洲有非洲客户的需求,这样ASIC很困难了,而FPGA可以只做一个平台,然后用软件编程,在每一个洲和地区完全做智能化修改,让它符合当地的需求,整个研发成本就降下来了。

  所以我们越来越看重FPGA,不只是降低芯片的成本,而是TCO(Total Cost of Ownership, 总拥有成本),产品推出市场越慢,企业损失越大。现在很多公司很聪明,他们有项目组织专门算TCO,所以在TD这一块的话,我们当时的投入让我们客户得到很大的回报。

  大家现在可以看到,运营TD的中国移动说,需要设备达到某个指标,一般国内厂商从规格改了之后,三个月就可以出设备。在国外,以前无论是 CDMA还是WCDMA、GSM,都没有这种情况,一般从规格出来到设备完成需要12个月,最快九个月。三到六个月这种速度,只有国内公司才能创造奇迹。这包括国内公司的创新能力、资源的应用和人的勤奋,当然大家也可以看到FPGA扮演的角色。

  时光:对,中国现在有很强烈的愿望,要把我们自己的电子信息产业做大做强,大是足够大,因为我们有足够大的市场来支持,那么怎么样叫强,有时候不仅仅是要靠我们工程师的热情,一天工作十二个小时。我们要把这个事情做得更好是要有武器的,工欲善其事,必先利其器,我想FPGA就是一个利器,比如说,您刚才提到的我们的新产品从规格制订到产品推出三到六个月,非常快的速度,如果我们手里是很落后的工具,或者我们开发工具是一个非常难以驾驭的工具,就算工作彻夜不眠能坚持多久呢?

  张宇清:对。

  时光:这也给我们行业提出了启示,很多时候不能只靠人的,当然人的热情和愿望也很重要,但你需要跟踪、利用国际上最先进、前沿的工具的技术帮助完成愿景,但有时候企业不见得会认识到工具的重要性。

  张宇清:工具包括硬件和软件,软件也是提升效率的很好的工具。赛灵思在软件的发展也非常快,公司的软件工程师比硬件工程师多得多。除了FPGA 发展之外,我们在软件上也有很大的提升,我们最新一代软件可以缩短一半以上的研发时间,包括运行速度,研发时间比较少,我们希望能够在TD这一块领域继续在软件、硬件、通同平台,针对平台,参考设计各方面给客户提供优势的差异化。而且FPGA非常优势的地方还在于它的保密性,我们芯片有一个独特的DNA,这对客户知识产权有相当好的保护,就算把FPGA的设计偷了出来,放到另外一个FPGA,它不会跑,它会认FPGA硬件号码。

  时光:这就是为什么软件在信息技术当中作为越来越重要,安全性这方面,知识产权保护这方面,软件的保护性是无穷的,我可以想出无数的办法在软件上实现,而在硬件上就不可以。您刚才提到非常重要的技术方向,就是我们现在电子和信息产业对软件的依赖性越来越强,包括无线电方面,以前想到可能就是一个功率放大器,纯粹硬件的事情,现在我们看到软件无线电的技术在飞速发展,将来硬件平台本身对于技术的发展推动作用或约束作用越来越小,而软件对于技术发展会越来越重要。以前经常有人问我,手机怎么耗电量这么大?你作为芯片行业人士给解释一下它的重要原因是什么?我觉得,这个可能是算法不好,很多不了解的人觉得这跟算法有什么关系?我说关系非常大,如果软件不好,算法不好,在处理信号的时就需要更多时间、调动更多器件来工作,就会导致功耗上升。实际上软件对于很多传统意义上硬件的很多功能都产生巨大的影响,这也是我们FPGA为什么发展这么迅速,或者我们的Freeman先生为什么能进入名人堂的理由。这也代表了产业技术发展的一个方向,非常重要。

  将创新目标不断抛高的FPGA

  时光:之前您谈到创新,FPGA本身是一个很大的创新,是一个技术路线的创新,在具体的产品路线创新上,我们最近有什么新的进展?

  张宇清:我们在今年年初有一个新闻发布,公布下一代FPGA架构,以及采用28纳米的工艺将拥有有怎样的性能。今年6月22号我们又进行了详细的第7代FPGA产品发布。为什么有这个产品,因为刚才我提到的客户现在的需求,他们不是单纯需要跑最快的速度,或最大的容量,他们需要是更低的功耗,我们首先把功耗当作新一代FPGA的主要课题来研发。

  我们首先选择了新的伙伴,台湾公司台湾积体电路有限公司TSMC (台积电),我们共同研发HKMG HPL (High K Metal Gate, High Performance Low Power) 工艺。它针对的是高性能、低功耗的完美融合,我们共同研发之后的成果别的公司也可以享用,这是我们跟其它的厂商不一样的地方。成果是:根据这个工艺,下一代的7系列FPGA比上一代的平均功耗降低了50%,而性能没有降低。比如说,现在设备商在用第6代的产品,用到7系列的时候,性能没有降低,功耗是以前的一半,性价比提高了一倍。而下一代器件还要在此基础上再节省一半的功耗,效率会提高,所以这个是让大家比较振奋的事情。

  当然7系列不止是在功耗方面提高50%,它将可用成本降低了一半。7系列里分为三个不同的产品,最高端的是VIRTEX-7,它针对是有线、光传输,或者高速计算机运行这方面应用。中间的一个系统是KINTEX-7,主要是针对无线领域,应用非常广泛。VIRTEX-7达到两百万逻辑单元的容量,这个在FPGA是史无前例的,没有一家公司可以做到这样的容量和功耗,跟现在最高端的FPGA比,容量几乎大了三倍,KINTEX-7也一样,但是功耗更加降低了。ARTIX是主攻低端电子产品的市场,比如便携式医疗器械,或数码单反相机等。

  我们在7系列里面第一次加入硬的ARM核,而且一次放两个。大家知道Iphone4里面放的Cortex-A8,我们在FPGA里放的比这个还要高端,A9,跑800 MHz,而且还带浮点运算,整个系列用双核。这给我们行业带来的消息就是说,它的集成度更高,功耗更低,而且它可以完全替代一些处理器,或者一些DSP在无线和有线的应用。它还有一个优势,因为我们设计的是一个嵌入式的子系统平台,即使将来工程师对FPGA不大了解,他也可以用FPGA设计,因为他熟悉 ARM,可以通过ARM子系统设计产品,FPGA给他做加速器,这一个领域以前是比较少接触的,在FPGA行业,ARM生态体系我们可以完全进入了。而且系统里面的一些IP也可以互用,这个也是未来芯片发展的方向,我的FPGA不再是FPGA了,跟ARM结合,它也不是处理器,也不是FPGA。

  时光:它是一个运算核。

  张宇清:对。

  时光:刚才听您做了产品的介绍,我觉得这非常符合我们当前的产业技术发展需求,在性能扩大的同时,在成本和功耗方面做的事情是非常有意义的。现在行业技术趋同性越来越强,我们在模拟时代有无数的方向,到了数字的第二代移动通信时代,就只有四五个方向。到3G时代只有三个方向,到4G时代可能只有两个方向,技术的趋同性越来越强,我们都做同样的设备,怎么实现差异化和怎么降低成本是同时出现的问题,FPGA是可以解决这两个问题的很重要的工具,一方面通过对更强大的软件可编程功能,实现差异化,在大的方向、框架一致的前提下,实现产品在细节方面、在特色功能的差异化,同时降低成本。

  张宇清:对,TD的发展路线就是TD-SCDMA慢慢平滑过渡到TD-LTE,那么将来4G可能就是FDD和TDD的方向,这两个东西从架构上来讲很相似,从标准上来讲几乎一样。但是我们可以看到比如说在无线电这一块,将来除了要支持新标准之外,它同时也要兼容旧标准。

  时光:没错,还要兼容其它功能。

  张宇清:对,所以多模的要求,是对整个器件和系统设计的要求,难度是增强了,比如要同TD并存。

  时光:还有多模WIFI。

  张宇清:对,FPGA就可以发挥这个作用。我希望未来我们这个器件可以对TD-LTE推广,达到一个实质的作用。现在也可以看到国际上,对 TD-LTE感兴趣的国家和地区越来越多了,有什么真的是在科技领域我们可以走在发达国家的前面呢?这个是少数的其中一个,我觉得未来的发展非常令人期待。

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关键字:Xilinx  FPGA  赛灵思

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0806/article_1274.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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