首款应用Intel 22nm技术FPGA诞生 功耗成本均减半

FPGA设计方面最大的难题与挑战是什么？许多客户回答都是功耗的控制。随着FPGA密度和性能的提升，不可避免地带来了功耗的倍增。FPGA领域的发展着重围绕三个关键点：低功耗、低成本与高性能。日前，来自美国加州圣克拉拉的Achronix半导体公司宣布其 Speedster22i HD和HP产品系列将采用英特尔22nm技术工艺制造的首批现场可编程门阵列（FPGA）的产品细节，“Achronix的新产品满足这三点要求。”其总裁兼首席执行官Robert Blake介绍。

作为英特尔22nm技术工艺的首家合作伙伴，Achronix带来了怎么样的惊喜？Robert 为电子系统设计记者详细介绍了其产品的优势。

功耗与成本均为28nm高端的FPGA一半

Speedster22i FPGA产品是业内唯一针对应用的高端FPGA，而且仅消耗28nm高端的FPGA一半的功率，成本也仅为它的一半。

Speedster22i FPGA产品

Speedster22i器件是首批包括内置端到端、硬核IP接口协议功能的FPGA，主要面向通信和测试应用。Speedster22i的硬核IP包括完整的I/O协议栈，可用于 10/40/100G、Interlaken、PCI Express gen1/2/3和用于2.133Gbps DDR3的内存控制器。在其他的FPGA中，这些功能都由可编程阵列来实现，使时序收敛具有挑战性并要求占用可编程阵列中高达50万个的等效查找表（LUT）。这给传统的FPGA设计增加了大量的成本和功耗，而在Speedster FPGA产品中它们都是基本的连接。此外，嵌入式硬核IP消除了采购、集成和测试这些功能相应的软核IP成本。

Robert Blake说：“这种将英特尔22nm工艺的领先性，与我们在内核结构及面向目标应用的嵌入式硬IP这两个方面的创新相结合，意味着我们的客户将拥有一种高端的FPGA解决方案，其功耗和成本都为具有竞争性FPGA产品的一半。”

“我们差异化战略的一部分是集成同类中最佳的、经芯片验证过的IP。” Achronix创始人兼董事长John Lofton Holt表示：“例如，除了英特尔22nm工艺所提供的巨大的功耗和性能优势之外，我们的Speedster22i器件还充分发挥了一整套业界领先的I/O接口技术、核心技术的和由英特尔开发的封装IP。这帮助我们获得以前无法达到的性能和信号完整性新高度，并同时减少我们的开发时间和开发成本。”

对于目标应用，嵌入式硬核IP消耗的功率比在通用FPGA的可编程结构中执行相同功能要少90%。此外，由英特尔的22nm FinFET工艺所提供的创新可少耗达50%的功率，同时比构建在28nm平面工艺上的晶体管快接近40%。对于HD系列器件，这些因素结合在一起带来了比主流FPGA低出最高可达50%的总功率消耗。

硬核IP的优势

针对不同目标应用的两个产品系列

Speedster22i有两个产品系列，即HD和HP这两个共享相同I/O功能和硬核IP的产品系列。两个系列都充分发挥了Achronix的CAD Environment （ACE） 开发平台，它为开发工程师提供了一种方便和熟悉的工具环境。

HD系列：HD系列FPGA是一系列基于同步的FPGA产品，它们将密度最高的FPGA与最低的功耗结合在一起。在HD系列中有四个成员，其中最大的器件拥有170万个有效的查找表和144Mb嵌入式RAM。此外，还带有最多可达16个28Gbps的高速收发器（SerDes）、64个12.75Gbps的SerDes和960个通用2.133Gbps的I/O，HD系列提供了业界最高的I/O带宽，这是高端交换机和桥接应用的关键。

HP系列：HP系列FPGA产品利用了Achronix拥有专利的picoPIPE ？自定时钟体系结构，且可运行在高达1.5 GHz的主频上，比基于同步的FPGA快3到4倍。Speedster22i HP FPGA产品专为前馈数据流和DSP应用获得最大性能而设计。HP系列有两款产品，其中最大的器件拥有25万个查找表和64 Mb的嵌入式RAM 。

现已可提供的、强劲的第三代ACE设计工具

HD和HP两个系列都由Achronix成熟的和易于使用的ACE设计软件4.2版本提供支持，该软件现已可供货。ACE是唯一构建在业界标准的Eclipse平台开源平台上的FPGA设计工具，使ACE对曾经使用过构建于Eclipse平台的其他任何设计工具的工程师都简单易学。

Achronix的 ACE设计工具现已进入第四代，使时序收敛更加轻松。强大的设计工具、内核性能优势和嵌入式硬核IP组合在一起，在绝大多数情况下使时序收敛犹如按下按钮般容易。”

为确保Speedster22i顺利达产并确保对其早期客户的全面支持，Achronix推出了一个早期合作者计划，以帮助客户很容易地从传统的FPGA转移到Speedster 22i。早期合作者计划包括评估板、 现场培训和技术支持。现在Achronix在中国设立了办事处，在中国方面会有专门的FAE支持。

市场巨大，竞争激烈，Achronix公司如何体现优势？

Robert表示认为中国的通信网络市场巨大， FPGA市场潜力无限，他们有信心进入这个高端市场。

2014年FPGA的市场规模预测

Achronix公司在面对市场竞争激烈的情况下，有着怎样的策略来使其产品保持优势？Robert着重讲述了三点：

1、 与英特尔紧密合作，采用其最先进、最快的工艺来做最好的产品。

2、 FPGA具有高针对性，尤其是在通信方面。

3、 用业界最好的IP与成熟的软件。IP、封装等都由英特尔直接提供。

开发工程师在设计时花最多的时间在Time Closure，选择Achronix可以以最快的速度进行开发。

器件的提供

HD1000 的工程样片将在2012年第三季度开始发货。HD1000是业内最大的FPGA，带有超过100万个有效LUT和84Mb的嵌入式RAM。其余的HD和HP器件将在未来12个月内推出。