效能设计弹性更优异 SoC FPGA高阶工业应用市场看涨

图 Altera亚太区工业业务部市场开发高级经理江允贵

当前，SoC FPGA在高阶工业应用市场看涨。SoC FPGA整合多元硅智财(IP)与工业以太网路(Industry Ethernet)通讯协议，不仅兼具高效能和软硬件可编程灵活性，更符合IEC61508功能安全(Functional Safety)规范严格的元件失效率要求，正逐步侵蚀数字信号处理器(DSP)和特定应用集成电路(ASIC)在工业设备的市场版图。

Altera亚太区工业业务部市场开发高级经理江允贵认为，即时通讯与控制功能对高阶工业设备至关重要，SoC FPGA可发挥软硬件可编程效益，改善系统功能表现。

Altera亚太区工业业务部市场开发高级经理江允贵表示，工业自动化、智能电网(Smart Grid)、安防监控及汽车电子市场正蓬勃发展，为争抢商机大饼，系统厂对处理器效能与功能安全要求激增，同时还要审慎控管系统成本，导致传统DSP或业 者自开规格的ASIC逐渐难以扛起重任。尤其上述元件在软件编程控制及失效率方面表现不佳，更是促成系统商转向采纳SoC FPGA的关键因素。

江允贵进一步分析，由于SoC FPGA效能较DSP出色，设计弹性则比ASIC更优异，有助系统业者达成设备高效能与低成本的设计平衡点，因而开始在多轴马达、工业乙太网路设备控制等高阶工业应用领域崛起。

现阶段，Altera已藉由Cyclone系列FPGA打造完整的马达控制方案开发套件与参考设计，发动首波市场攻势。其中，最新Cyclone V采用SoC FPGA设计方式，整合FPGA、双核心Cortex-A9及DSP实现强大效能，并导入高阶软件演算法，提供设备加速性、低延迟控制回路等功能，将助力 系统业者建立差异化马达控制驱动平台，尽速投入市场卡位。

江允贵也强调，工业设备一旦失效将为工厂带来莫大损失，故与一般消费 性电子产品设计差异极大，更加注重机器与功能安全;包括全球通行的IEC61508、中国大陆GB16899等安全标准均设下严密规范。为协助业者加速通 过相关标准检测，Altera也投入年余时间与德国莱因(TÜV Rheinland)合作，近期旗下Cyclone IV FPGA已通过IEC61508最高级别SIL 3人身安全标准，可大幅精简系统研发时间、认证流程与成本;而Cyclone V SoC FPGA也正紧锣密鼓进行验证程序。

在此同时，Altera更抢先业界提出IP合作授权的创新商业模式。江允贵指出，研发高阶 工业应用系统须挹注庞大资金，尤其要一次付清多种工业以太网路通讯协定IP授权费，以顺应不同设计需求，更让投资风险剧增，致使中小型业者放弃涉足该市 场。为此，Altera已一次买足Profinet RT/IRT、Ethernet POWERLINK、Ethernet/IP及CC-Link IE等主流IP，再透过FPGA搭售整合型IP加密晶片的方式，让客户能以每颗晶片出货为依据分期给付IP授权费，毋须再投入可观的先期成本。此种新颖授 权模式在台湾及中国大陆地区极具发展潜力，可望吸引中小型系统厂买单，进而推助SoC FPGA逐步扩张工业应用版图。

事实 上，不只Altera力拱SoC FPGA进驻工业市场，赛灵思(Xilinx)也积极以28纳米(nm)Zynq-7000 SoC FPGA，全力在工业中央处理平台、机器视觉与运动控制领域攻城掠地。在两家大厂持续加码抢攻之下，SoC FPGA在工业应用的发展声势正如日中天，对DSP与ASIC开发商的市场威胁也将日益扩大。