FPGA与MCU/模拟技术整合提速

继赛灵思今年年初发布了与ARM的合作计划之后，Altera近日发布了与ARM、英特尔等的合作计划，Actel则被模拟/混合信号公司Microsemi收购，这一系列事件都预示着在微控制器、模拟IC和FPGA领域正出现一些多层次的整合趋势。针对这些整合趋势，FPGA业内的另一些企业如Lattice、SiliconBlue、Acrhonix、Quicklogic和InPa未来会如何?

　　Microsemi收购Actel与模拟企业产生协同效应

　　优势：两者的整合除了能加强在军工、航天领域的优势外，还将共同拓展工控、消费电子、汽车等市场，旨在改变两者在不同行业的不利竞争局面。

　　待观察方面：被收购后，Actel的反熔丝产品和SmartFusion肯定还是重点，而一些不赚钱、低利润的产品线将可能被收缩。

　　今年10月，FPGA行业排名第四的Actel公司被在军工半导体和高性能模拟/混合信号半导体领域表现突出的Microsemi公司以4.3亿美元左右的价格收购了，这是近年来发生在FPGA行业唯一的一次并购案。近些年，Actel虽然创新步伐很快，但发展速度不能领先于竞争对手，这在寡头垄断的FPGA市场是非常不利的。综合看来，这次整合将产生两大协同效应：

　　一方面，将加强军工、航天领域业务。Microsemi是一家在军工、航天和高可靠性医疗等非常专业的领域中较为出名的公司，主要产品包括针对上述专业领域的保护器件、电源管理、RF/微波传输和功率调节器产品。Actel公司的反熔丝FPGA因具有抗辐射、稳定性好等特点，是航空航天领域的第一大FPGA企业，它在该领域占有80%的市场。据称两者在军工和航天领域的客户有80%的重叠率，而且今年Microsemi还收购了Arxan Defense Systems软件公司、VT Silicon和White Electronic公司，这些企业的业务都集中在军工领域，整合将加强其在这一领域的优势。

　　另一方面，Microsemi产品还包括在民用领域的一些模拟/混合信号产品，如针对汽车GPS显示屏、笔记本、LCD电视、监视器、机顶盒市场的高性能模拟/混合信号产品，其中包括背光驱动、功率管理等产品与Actel的可编程SoC(PSoC)产品目标市场相互契合，两者可以形成更完整的方案，去拓展工控、消费电子、医疗等多个领域。其中，Actel的可编程SoC和其他FPGA接口可以作为方案中的主控部分或“黏合”部分。

　　Actel在FPGA行业走了一条差异化道路，其最早的FPGA产品主要针对军工、航天领域。1999年，它进军基于Flash的FPGA领域，而其他FPGA企业的产品则基于SRAM。Flash FPGA在功耗、安全性、可靠性和成本上更具一定优势，其Flash FPGA包括ProASIC、IGLOO、Fusion和SmartFusion系列产品。其中，值得关注的是SmartFusion产品，这是FPGA业内独有的集成了FPGA、ARM硬核和可编程模拟电路的可编程SoC(PSoC)产品，目标市场是工业应用如马达控制等，预计这个产品是与Microsemi模拟技术重点融合的产品。Microsemi在半导体业的名气并不算大，年销售额仅为四五亿美元。虽然Microsemi在全球有约1600名员工，但在中国没有投入太多力量，因此合并后，其在中国的业务最有可能仍来自Actel。

　　两者的结合体现了在高度垄断的FPGA行业中，与模拟资源结合也不失为一条新出路。

　　Altera与ARM、MIPS、英特尔合作市场接受度不一

　　优势：提供了业界最广泛的嵌入式处理器选择，并将提供统一的集成环境。

　　待观察方面：ARM+FPGA的接受度将取决于该系列产品的成本，MIPS32在中国市场的接受度可能较低，英特尔Atom E600将在工控领域有较好的发展。

　　Altera近日发布了其嵌入式计划，进一步展示了FPGA与微控制器行业紧密融合的趋势。该计划称，到2010年第四季度末，Altera将向业界提供Qsys系统集成工具，客户能够将多种嵌入式CPU和FPGA进行系统级集成，这些嵌入式CPU包括Altera NiosII软核、ARM Cortex-M1软核、MIPS32软核、ARM Cortex-A9硬核。Qsys系统集成工具是Altera Quartus II开发软件的一部分。

    具体来说，Altera将在2011年下半年推出的28nm FPGA的一个系列中集成ARM Cortex-A9 MPCore硬核，并会在2011年上半年推出MIPS32处理器架构的MP32软核处理器。此前Altera已提供Nios处理器，并对飞思卡尔ColdFire软核、ARM Cortex-M1软核进行支持。同时，英特尔在2010秋季IDF上发布的凌动E600处理器封装中集成了Altera的FPGA。

　　此次新发布嵌入式处理器的市场接受度不一，其中针对ARM Cortex-A9 MPCore硬核，中国客户表现出极大的兴趣。因为目前市场上ARM+FPGA的应用较多，而且懂得ARM应用的客户比FPGA的客户要多，ARM具备成熟开发环境，有大量现成的可移植代码。如果新产品成本控制得好，例如比单片FPGA加ARM要便宜，会对FPGA市场带来一定的冲击。其应用将主要是通信、工业和汽车领域。

　　针对MP32，中国客户的接受度会非常低。因为MP32与NiosII软核性能差不多，但比NiosII占有的逻辑资源更多，而且授权费高达3万美元，因此中国客户选用的可能性较小。Altera推出此内核可能主要是为了配合一些国外客户采用此内核来支持一些操作系统。

　　针对在同一封装中集成了处理器和FPGA的英特尔Atom E600，它的主要应用是工控领域，将替代传统X86，应该有较好的前景。

　　Altera推出嵌入式计划的背景是认为有三大发展趋势正在推动CPU+FPGA的应用：一是系统处理并行化趋势。在并行化的两类技术中，硬件协处理器效果最好，另一个是多核技术，但是没有任何方式能够提前知道哪些软件功能需要通过硬加速的方式来实现，所以FPGA是最理想的加速器实现方案，因为它是现场可编程的。二是在很多当今的嵌入式应用中，FPGA与CPU已经进行了更高级别的集成，获得了成本的削减。三是业界很多芯片厂商已经在采用处理器+FPGA的方式。而FPGA作为协处理器，要达到最理想的性能和效率就需要与CPU之间做紧密的耦合来减少延迟。所以，CPU+FPGA这一技术需要更紧密的结合方式。