来源：EEWORLD
时间：2013-12-24
FPGA能否取代ASIC？对于这个问题业界看法不一。赛灵思 于13年12月10日宣布推出 的 20nm All Programmable UltraScale™产品系列 无疑给看好FPGA的这一方带来了曙光。
“ UltraScale ”是赛灵思于2013年7月份发布的业界首个ASIC级可编程架构 。 目前推出的采用此架构的器件有：中端 Kintex UltraScale FPGA 、 高端 Virtex UltraScale FPGA 和 3D IC产品系列 。
Kintex UltraScale 系列
Kintex® UltraScale™ FPGA
具有多达
116
万个逻辑单元、
5,520
个优化的
DSP Slice
、
76Mb BRAM
、
16.3Gbps
背板收发器、
PCIe® Gen3
硬模块、
100Gb/s
集成以太网
MAC
与
150Gb/s Interlaken IP
核，以及
DDR4
存储器接口。初作为赛灵思
28nm 7
系列成员推出的
Kintex
器件现已成为中端产品中功耗低和性价比的标杆产品。
Kintex UltraScale
器件
的
应用领域
有
：
8K/4K
超高清视觉显示器和设备
、
256
通道超声
、
带智能波束成形功能的
8X8
混合模式
LTE
和
WCDMA
无线电
、
100G
流量管理
/NIC
、
DOCSIS 3.1 CMTS
设备
等
。
Virtex UltraScale 系列
Virtex® UltraScale™ 作为该系列中的器件具有 440 万个逻辑单元、 1,456 个用户 I/O 、 48 个 16.3Gb/s 背板收发器以及 89Mb BRAM ，让赛灵思在器件密度方面的优势从 28nm 的 2 倍提升到 20nm 的 4 倍，容量超过了所有其他任何可编程器件 。此外，该产品还能提供惊人的 5000 万个 ASIC 等效门。 Virtex UltraScale 器件除包括集成式 PCIe Gen3 、 100Gb/s 以太网 MAC 和 150Gb/s Interlaken IP 核，以及 DDR4 存储器接口外，还内置有 28Gb/s 背板收发器和 33Gb/s 芯片至光纤收发器，以便利用全线速率下的智能处理功能实现数百 Gb/s 级系统性能。
由于具有超高的系统性能和容量，因此 Virtex UltraScale 系列已成为多种挑战性应用的理想选择，诸如： 单芯片 400G MuxSAR 、 400G 转发器 、 400G MAC-to-Interlaken桥接器 、 仿真与原型设计 。
赛灵思公司全球高级副总裁汤立人先生出席了此次发布会
此次推出的产品给人深刻的印象莫过于其可媲美ASIC的性能。以往 ， 相 比ASIC ， FPGA具有高 度 灵活、面世时间 短 、设计成本 少 、风险 小 的优点，但在规模 大 的设计（如CPU)中却难挑大梁，其在运行速度、面积效率、功耗的表现上逊于ASIC。 面对性能上的壁垒，这回采用 UltraScale 架构的产品是如何实现突破的呢 ? 新的 UltraScale 架构采用更加智能的布线方式，使器件的利用率从70%-80%提高到90%；此外新发布的 UltraScale 系列产品 拥有 可达 440 万个逻辑单元 的容量， 其密度是业界密度产品 Virtex ® -7 2000T 的两倍以上 。器件利用率的提高和器件密度的锐增都为攻克“ FPGA 面积效率、运行速度低于 ASIC ”这一壁垒做出了努力并取得了不俗的成绩。从功耗瓶颈的角度看，采用优化的电源管理功能与先进的工艺制程，产品功耗降低了百分之五十以上。同时，优化的布线方式也大幅降低了高性能高吞吐量设计的布线拥塞问题，使产品能够满足客户在海量数据流、 I/O 带宽以及实时数据包、 DSP 和图像处理等方面更高性能设计的要求。 UltraScale架构采用类似ASIC 的多区域 时钟 功能， 几乎可将时钟布置到 芯 片的任何地方 ，使系统时钟偏移大幅降低达 50%。
另外，不得不提的是给 UltraScale 系列产品锦上添花的 Vivado ASIC增强型设计套件 。发布会上 赛灵思公司全球高级副总裁汤立人先生自豪地向大家介绍了这个套件的过人之处：支持 C语言设计和快速验证 ！ 有多快呢？比传统方法快15倍！ 很多人说搞FPGA设计也属于“EDA”，可见自动化设计工具在FPGA设计中的举足轻重的位置。不是所有的工程师都会写VHDL或者Verilog,但是凡是玩过软硬件的几乎都会C语言， Vivado 让FPGA设计变得更加平易近人，更加容易上手，快速的验证、PCB规划功能、分析型布局、集成的设计环境等优势也使预期的设计成果在几周内便能看到，而非几个月。
后记
此前，工艺制程一直是FPGA厂商的“必争之地”，前不久Altara发布了其14nm SOC的架构。发布会上汤先生却强调，一个FPGA的成功不仅依靠工艺，架构、工具同样重要，此次发布的重点不在20nm制程上，而在产品可媲美ASIC的性能上。逃出“制程战”，独辟蹊径主打架构，这样的底气和魄力是让人佩服的。回顾赛灵思的产品路线，过去，工艺上是单节点发展：从130nm到90nm再到45/40nm，只有FPGA产品线；现在，工艺上多个制程并存：包括生命周期长远的28nm产品、高性能的20nm产品和16nmFinFET多处理器和存储器，产品线也扩展成了FPGA、SOC、3D IC共存。一路走来，虽然路线有变，但赛灵思始终有一个宏伟的目标，那就是：逐步取代ASIC,占领ASIC的市场。
