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什么是FPGA? FPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。随着功耗和成本的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域。
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如何实现快速的时序收敛、降低功耗和成本、优化时钟管理并降低FPGA与PCB并行设计的复杂性等问题，一直是采用FPGA的系统设计工程师需要考虑的关键问题。如今，随着FPGA向更高密度、更大容量、更低功耗和集成更多IP的方向发展，系统设计工程师在从这些优异性能获益的同时，不得不面对由于FPGA前所未有的性能和能力水平而带来的新的设计挑战。 例如，领先FPGA厂商Xilinx最近推出的Virtex-5系列采用65nm工艺，可提供高达33万个逻辑单元、1,200个I/O和大量硬IP块。超大容量和密度使复杂的布线变得更加不可预测，由此带来更严重的时序收敛问题。此外，针对不同应用而集成的更多数量的逻辑功能、DSP、嵌入式处理和接口模块，也让时钟管理和电压分配问题变得更加困难。 幸运地是，FPGA厂商、EDA工具供应商正在通力合作解决65nm FPGA独特的设计挑战。不久以前，Synplicity与Xilinx宣布成立超大容量时序收敛联合工作小组，旨在最大程度帮助地系统设计工程师以更快、更高效的方式应用65nm FPGA器件。设计软件供应商Magma推出的综合工具Blast FPGA能帮助建立优化的布局，加快时序的收敛。 本应用设计专栏将重点关注FPFA设计及应用挑战，并带来FPGA半导体厂商、EDA厂商和FPGA应用设计工程师同行们的解决方案和应用经验。欢迎大家就此话题进入相关专题论坛板块讨论。 |
| 观点与趋势 | |
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| 《Electronic Design》数字IC/DSP编辑 Dave Bursky |
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| •FPGA技术的进步铺平了通向真正的SoC解决方案之路 | |
 全定制数字ASIC的前景开始出现阴影。现场可编程门阵列(FPGA)正在接管许多一度被认为是全定制芯片专属领域的应用。自从FPGA在约二十年前出现以来，它已经通过将门数提高了三个数量级而侵占了ASIC的主导地位。此外，FPGA还已经增加了高速I/O、嵌入式内存、专用锁相环(PLL)、以及嵌入式处理器(在一些型号上)。利用FPGA进行设计的一个重要原因是市场上存在着大量以IP(知识产权)形式呈现的预设计好电路模块，设计工程师可以取得使用许可证并将其集成到他们自己的系统中... |
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| Xilinx公司可编程逻辑系统、IP/内核与软件解决方案部执行副总裁 Richard Sevcik |
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| •多平台FPGA的发展将终结ASIC时代？ | |
| 今天的多平台FPGA产品已震惊ASIC/ASSP供应商。有关FPGA能否成为ASIC与ASSP的一种可行性替代方案的争论已经持续了近十年，而iSuppli、Gartner Dataquest和其他市场研究公司也已经总结出以下趋势，即ASIC设计项目开始减少，FPGA设计项目开始增加... | |
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| •FPGA在嵌入式消费电子系统中的应用不断走强 | |
| •FPGA是一种新的PCB吗？ | |
| •低成本FPGA将逐渐取代传统ASIC | |
| •可编程逻辑较少的FPGA将更具有优势 | |
| •对于FPGA来说，传统的物理综合方法学不够用了 | |
| •系统设计日益复杂，FPGA和PCB并行设计方法受到青睐 | |
| •FPGA在汽车ECU领域大有可为 | |
| •降低FPGA设计的功耗是一种协调和平衡艺术 | |
赛灵思公司(Xilinx)继续保持在可编程逻辑解决方案领域的技术领先优势，继其率先推出90纳米Virtex-4平台FPGA之后，昨天该公司又隆重在中国北京宣布推出65纳米Virtex-5平台FPGA。目前该公司可向客户提供小批量工程样片，代工厂目前主要是日本东芝和台联电(UMC)。虽然赛灵思目前还不愿透露这两家代工厂的65纳米工艺良率，但赛灵思公司可编程数字系统市场营销总监Per Holmberg向本刊独家披露，Virtex-5平台FPGA可望在今年底前进入量产阶段...| FPGA工具厂商解决方案 | |
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| Altium公司CEO及创始人 Nick Martin |
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| •在FPGA中植入嵌入式系统 | |
| 就像杂技表演需要平衡一样，电子产品的开发同样需要在尽量嵌入更多智能设计和创建、实现并测试应用程序所需的时间之间寻找平衡。电子设计不断朝抽象度更高的方向发展，以确保能有效解决越来越复杂的设计问题... | |
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| •基于FPGA的原型：为什么所有的ASIC都应该采用FPGA来创建原型(下) | |
| •基于FPGA的原型：为什么所有的ASIC都应该采用FPGA来创建原型(上) | |
| •思尔芯(S2C)公司发布高性价比的快速FPGA原型验证平台 | |
| •Mentor的综合工具支持QuickLogic超低功耗FPGA | |
| •3L推出DSP+FPGA开发平台 | |
| •Altium Designer 6.0加强了FPGA-PCB协同设计能力 | |
| •从“硬”到“软“——用FPGA建立软连线系统 | |
| •Synplicity综合工具完全支持赛灵思最新65纳米FPGA | |
| •测试与测量设备供应商斗法FPGA调试 | |
| •使用现成FPGA开发板进行ASIC原型开发 | |
| •崇贸科技万用型烧烧录解决方案支持Altera Stratix II FPGA | |
| 专题论坛 | |
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| 嘉宾 Xilinx亚太区高端产品市场经理梁晓明 |
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| •65nm FPGA设计挑战及其解决方案 | |
 细分来看65nm产品的设计挑战，功耗问题，信号完整性问题，高速设计相关的时钟性能、IO性能和逻辑性能，嵌入式处理性能和DSP性能问题成为主要的设计考虑。业界普遍认为65nm FPGA产品优于前一代产品，然而业界分析发现由于晶体管漏电流引入的静态功耗继续呈指数曲线上升，器件功耗成为限制新产品容量、性能和可靠性的首要挑战。客户对新一代可编程系统的需求，无法通过在原有架构上的简单性能提升满足。因此FPGA厂商必须征服功耗挑战，同时改进器件的体系架构才可以最大限度的发挥65nm工艺的优点... |
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| 网友提问：Virtex-5是否能集成CPU＋DSP核？如果集成CPU核，主频最高可到多少？ 专家解答：Virtex-5的所有系列都可以实现CPU+DSP核的软硬件协同处理模式。在所有系列中都可以采用MicroBlaze处理器软核+ DSP核的组合...查看全文 |
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| 网友提问： Virtex-5 LX是要替代原来的90nm FPGA产品吗？ 还是要针对其它更高端的应用领域？如果是替代，会给用户带来什么好处？ 专家解答：随着生产工艺的不断改进，新的65nm FPGA产品逐渐替代90nm FPGA产品是必然的趋势。我们预期Virtex-5 将会进一步拓宽应用领域，客户可以获得30%的性能优势...查看全文 |
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| 网友提问：我是Xilinx FPGA的初学者，您认为新手该如何开始？能否推荐一些参考书目呢？ 专家解答：对于初学者，建议先了解基础知识，例如从设计语言和设计软件入手，配合Xilinx的开发板，以及开发板配套的参考设计...查看全文 |
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| 网友提问：Altera公司最近也在日本发布了有关其65nm工艺FPGA Stratix III的情况, 据称明年就要量产了.... 专家解答：Xilinx Virtex-5 是全球首款65nm FPGA产品，其中三个型号Virtex-5 LX50、LX85 和 LX110 现以发货。中国的不少媒体以及部分客户已经观看了Virtex-5的现场演示...查看全文 |
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