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电子发烧友 电子技术论坛 FPGA 是 ASIC 设计者的一道普通难题？ 作者：Michael Santarini 作者：Michael Santarini 摘要：随着开发 ASIC 与 SOC 的掩膜费用、复杂度和工具成本的上升，今天很多设计小 组正在选用 FPGA 实现自己的产品设计。但是，在设计者跨出这一步之前，应从好、坏两 个方面着手考虑多种因素。 关键词：ASIC ，FPGA 随着开发 ASIC 与 SOC 的掩膜费用、复杂度和工具成本的上升，今天很多设计小组正在 选用 FPGA 实现自己的产品设计。但是，在设计者跨出这一步之前，应从好、坏两个方面 着手考虑多种因素。 要点： * 设计者应听从 80% 的规则：如果你希望达到高性能目标，就要再以 20%购买一种带有 LUT （查找表）的 FPGA 。 * 最大的 FPGA 可以运行在 550 MHz 。 * 最大的 FPGA 有 33 万个逻辑单元，或大约等效于 1200 万个 ASIC 门。 * FPGA 供应商的综合工具效率不及商业 EDA 公司的 FPGA 综合工具。 * 当选择一种 FPGA 时，注意观察布局与硬接线宏结构；这些会带来能影响时序的布局挑 战。 过去 10 年来，FPGA 供应商在克服 FPGA 缺点方面取得了很大的进步，并从 ASIC 市场 赢得了份额。在 90 年代末，FPGA 供应商增加了器件的容量，以抗衡中等规模 ASIC 。然 后在大约 2001 年，FPGA 供应商改进了器件的性能，与中等规模的 ASIC 竞争。尽管 FPGA 的功耗仍然远远高于密度与性能相当的 A SIC，但去年，FPGA 供应商迈出了一大步，稳定了 FPGA 的功耗（参考文献 1 ）。 在实现器件属性的同时，FPGA 价格也在下降。Actel 、Altera 、Lattice 、Quicklogic 和 Xilinx 都提供范围广泛的器件，从每只几分钱的 CPLD （复杂可编程逻辑器件）到加密的非易失 性 FPGA ，还有高性能、高 LUT （查寻表）数、基于 SRAM 的 FPGA ，它每片价格高达 数千美元。 在 FPGA 业的早期，设计者主要将最昂贵和最高级的 FPGA 用于原计划用 ASIC 实现的功 能原型代码，或用作系统设计的概念验证。他们会为自己的 ASIC 创建逻辑，运行验证， 作 ASIC 设计分区，然后将这些分区编入一块原型板上的多个 FPGA 中（参考文献 2 ）。 今天的设计者仍然使用这种方法，不过，由于 FPGA 各方面都有了提高，很多设计者甚至 将最高级和最昂贵的 FPGA 用于生产部件。 我们很容易从一家 FPGA 供应商找到一位对 FPGA 赞不绝口的营销执行官，他会大谈 FPGA 如何取代 ASIC 的份额，甚至是用于量产。设计者也正在逐步认识到 FPGA 确实是 真正可行的量产载体，设计者应当不再简单地把 FPGA 看作一种 ASIC 原型工具。 电子发烧友 电子技术论坛 Sanjay Singh 是惠普公司不间断计算机部负责 ASIC/FPGA 设计的技术领导，他在职业生涯 中设计过 10 种 FPGA 和 25 到 30 种 ASIC 。他在 Tandem Computer 时开始设计 ASIC ， 后该公司在 1996 年被 Compaq 收购，HP 又在 2002 年收购了 Compaq 。Singh 说：“我 开始是用 0.5 微米为东芝不间断计算机做 ASIC 。”现在，他的小组正在用 110 纳米和 90 纳米节点设计 ASIC ，并且当需要时，他的小组会用最高级的基于