赛灵思28nm一站式集成方案为中国智造提速

2011-08-23 16:56:13来源: 赛灵思

赛灵思公司全球总裁兼CEO Moshe Gavrielov2011年3月, 中国政府通过了雄心勃勃的第十二个五年计划,旨在打造一个既可以改善中国人民的生活同时可以实现可持续增长的发展环境。新的计划对于清洁能源、通信、运输和医疗保健等领域的技术创新尤为关注,因为中国正努力从当前“世界工厂”的价值链向研发及高端制造和服务中心的目标实现战略转型(“中国制造”到“中国智造”),服务于整个国内和国际市场。

赛灵思公司在中国拥有深厚的用户基础, 其中大家最熟悉的,就是赛灵思是所有主要中国领先通信企业无线基础设备的FPGA(现场可编程门阵列)供应商。然而, 您也许不知道,实际上赛灵思的产品和服务早已经广泛应用于中国的许多领域,比如工业自动化,医疗设备、视频监控、汽车电子等等领域。

四大长期发展趋势加速FPGA应用需求

在中国以及全球其它地区,是什么在驱动着赛灵思的FPGA业务不断增长, 最近一年连续四个季度收入突破历史性记录呢?我们认为, 有四大趋势是推动我们业务不断增长并将长期存在的市场发展因素。 其中包括:

永不满足的带宽需求。尤其是由于智能手机、高清视频等应用带来的无线和有线通信领域信息流量的爆炸式增长。

无处不在的连接计算需求。随着信号处理、数据处理和基于IP的连接进入车辆和照相机以及几乎每一个我们可以想象的电子设备中,机对机通信对连接计算的需求越来越多。

持续扩大的市场应用蓝海。 数以百万计的新的消费者需要以低成本享受现代化的便利,低成本创新的市场因而加大。

可编程势在必行,这一行业瞩目的业务发展趋势,正持续驱动着行业从完全定制的器件如动辄花费数百万美元的ASIC/ASSP定制化及标准化设计,转向前期NRE成本可以忽略不计和风险较低的可编程平台。

颠覆现有系统设计模式,赛灵思为中国打造基础创新平台

赛灵思的目标, 就是在这样一个市场发展趋势中,为中国系统工程师提供一个基础创新平台。为此,赛灵思借助自己在可编程系统集成及提升设计生产力方面的突破性技术,也在实施着自己的五年计划。这些创新技术和上述四个趋势是一致的,而且未来几年内,它将颠覆我们现有的系统设计模式。

四大关键创新提升系统集成水平

赛灵思的器件总是被用于整个系统的一部分,因此对于工程师们来说“think outside the chip”非常重要,他们必须考虑到我们的器件对于总系统性能、系统的整体性能、功耗以及系统成本的影响。 为同时满足性能、功耗和成本的要求,我们整合到可编程器件中的关键系统功能越来越多。与多芯片方案相比,我们的单芯片器件避免了板级互连延迟,从而提高了性能,占用开发板空间更少,功耗更低,同时还降低了BOM(材料清单)成本。

相应的,赛灵思在四大关键技术领域进行了巨大的投资—所有均为赛灵思独一无二的技术—这四大技术大大提升了系统集成水平,可以帮助客户用尽可能最低的成本和功耗实现最高的系统级性能。这四大关键技术包括: 1. 率先进入28nm及更高工艺 赛灵思器件战略的基础,就是与我们的供应链合作伙伴紧密合作,在每一个新的工艺节点率先为我们的客户提供可编程的器件。这个努力使我们能够在更小的几何尺寸上实现更大的容量,并同时降低功耗和成本,就像我们在2011年3月所展示的那样, 建立在TSMC高性能、低功耗(HPL)工艺技术之上的7系列Kintex 28nm FPGA,就是全球半导体领域第一个28nm产品,也是同时兼顾大批量和高性能应用的性价比最好的28nm 芯片系列。
进入28nm及更高工艺,功耗是最大的限制因素。因此我们与台积电通力合作,针对FPGA打造了一个理想的高效低功耗工艺,并把这种创新与赛灵思针对FPGA芯片设计提供的和通过设计自动化软件实现的功耗优化完美结合。和上一代相比,7系列FPGA在同等性能下,功耗和成本分别降低了一半。

2.堆叠硅片互联技术 (Stacked Silicon Interconnect Technology (SSIT))

赛灵思推出的独特的堆叠硅片互联技术使其最高性能Virtex-7 FPGA的容量增加一倍以上。通过引入半导体产业的第一个堆叠硅片架构,赛灵思推出了世界上最大的FPGA,其中最大的一颗可以提供两百万个逻辑单元,是最大竞争器件容量的两倍。 SSIT使得赛灵思可以在目前这一代工艺技术上,即可提供下一代的密度。这意味着我们的客户利用一个单芯片的Virtex-7就可以替代2-4个上一代FPGA芯片,可以把总功耗降低50-70%,BOM成本降低40-50%。

SSIT不仅仅只是扩充了芯片的容量。同样的技术也可用于把FPGA和其它芯片切片(dice)混合和匹配来创建全新的器件。事实上,这种方法首次用于赛灵思的超快Virtex-7 HT系列,它把多个FPGA芯片切片和内置28 Gbps串行收发器的芯片切片结合在一起,提供了比市场上任何其他解决方案多四倍的收发器。其结果就是可以提供一个具有极低噪声和抖动的、串行带宽总额高达2.78 Tbps的器件,用以支持并加速下一代400G网络部署。 3.  可扩展处理平台(EPP) 赛灵思Zynq-7000系列是一种新型的器件,我们称之为可扩展处理平台(EPP)。该器件融嵌入式处理器的软件可编程性和FPGA的硬件灵活性为一体,包涵了一个与我们最先进的28nm可编程逻辑紧密集成的完整的双核ARM处理系统。对于某些应来说,单个Zynq器件可以取代一个处理器+DSP+FPGA,从而减少BOM成本达40%,降低总功耗达50%(一半)。这意味着未来Zynq可以在中国主要增长的领域如安全摄像机,医疗设备和工业马达控制等市场扮演重要角色, 极大地推动这些领域的创新事业。

4.敏捷混合信号集成技术 有了7系列FPGA和Zynq,赛灵思的器件就集成了可编程的A / D转换器和其它模拟功能,使其可以在一个广泛的范围内应用敏捷混合信号功能:从简单的传感器检测器到针对工业控制的先进的数据采集系统等。因此,大量的分立模拟元件就可以从许多设计中剔除掉,这样就可以在根据系统要求提供灵活定制实现方式的同时, 把大批量应用如电源转换和马达控制等的BOM成本降低多达一半还多。

四大举措提升设计生产力 如上所述, 功能更强了,容量更大了, 接下来的挑战就是工程师们如何能够利用这种技术优势以及如何在竞争激烈的全球市场内快速把产品推向市场。为此, 我们也进行了大量投资,用于把设计生产力从现在的水平提升2-5倍以上。我们的努力包括:

提供可以实现IP移植的统一架构

赛灵思7 系列所有的FPGA器件拥有同一工艺、统一架构,因而非常容易把其设计从一个系列移植到另一个系列,可以便捷地从一个设计生出更多的创新设计。

实现基于标准的即插即用IP

所有的IP模块均将建立在AMBA AXI-4和IP-XACT标准之上,因此使其更容易提供和集成来自各种来源的IP,让更多的创新者可以基于赛灵思新一代28nm产品快速推出拥有自己IP的创新产品。

提供新一代RTL到比特流(RTL to Bits)设计环境

新一代的设计环境将大大缩短基础设计构建的时间,让无论是经验丰富的FPGA老手还是缺乏经验的新手均能轻松应用。

提供高层综合技术 o新的基于C的高层综合技术将帮助工程师在无需牺牲质量结果的同时, 缩短他们的设计从捕捉到验证的时间。

赛灵思助力中国产品更具竞争力赛灵思的产品对中国的创新事业已经开始发挥重要的作用,未来,随着其系统集成水平的不断提升,还将继续助力中国产品使其更具竞争力。

在中国通信领域,在中国电信运营商以创纪录的步伐部署世界最大的3G网络的过程中,赛灵思的Virtex-6和Spartan-6无线解决方案起到了关键作用。目前, 中国工程师们正在应用7系列器件(同一器件融CPRI连接和无线射频信号处理为一体)打造新一代的无线站点(wireless towers)。该应用将使其射频拉远模块(remote radio heads)的部署和应用和目前这代FPGA相比,功耗和成本分别降低一半以上。

在视频监控领域,为支持中国政府保障其公民安全的目标, 赛灵思可编程平台被广泛应用于全国各地的智能高清视频监控系统。例如基于赛灵思Spartan 系列的视频分析解决方案帮助一家中国领先的企业开发和部署了一个安装在国家公路上的、由数千个监控摄像机组成的智能交通系统。

此外,在支持乡村医院和诊所现代化方面,赛灵思的产品推动了便携式彩色超声市场的增长。我们最新的Zynq 7000系列器件把一个标准的DSP和2个 FPGA的功能集成在一个单芯片中,这一创新将使得中国的医疗设备制造商们可以打破价格和功耗的瓶颈,让那些可以拯救人类生命的医疗器械在全国各地普及应用。

作为“十二五计划”的一部分,中国正努力成为一个全球性的研发中心并更好地服务于其人口和全球市场的需求。我们赛灵思公司也同样已经开始我们自己的多年计划,致力于利用我们独特的可编程系统集成和提升设计生产力的创新技术,实践我们成为中国电子系统设计者基础创新平台的承诺。我们坚信, 中国人才和赛灵思技术及支持相结合,必将在未来几年内​向市场推送出一批批令人振奋的新产品,加快实现“中国智造”的宏伟目标。

关键字:赛灵思  FPGA  28nm

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0823/article_2429.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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