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Panda侃技术,聊一聊国产FPGA
haoxingheng | 2019-07-07 10:28:12    阅读:2299   发布文章

Panda侃技术,聊一聊国产FPGA

                                                                          作者;Hello,Panda

偷点闲,扯点国产FPGA的事儿,仅个人见解,一家之言。

从熊猫君入行起,所知的FPGA就只有XilinxAlteraLattice三大家,偶尔能听到actel的名字,便不知有其他,无论国产了。后来慢慢的随着知识的增长,了解到还有Microsemi(有基于RISC-V指令集的SoC)、QuickLogicAtmelAvagoCypressAchronix等企业,无疑,以上都是美国公司,其中,XilinxAltera经过长期的老大老二争夺战终于在Intel收购Altera结束,Xilinx一家登顶,傲视群雄。经过一些列的重组兼并和破产倒闭,全球玩家能排的上号的也就只剩下XilinxAlteraMicrosemiLattice了,其中Microsemi还继承了老宇航和老军工的底子,Lattice主打差异特定应用;至于QuickLogicAchronix之类的小厂商,基本上是举步维艰,沦落到靠卖IP为生的地步。从专利技术角度讲,XilinxAltera拥有10000+的核心专利,强大的专利壁垒牢不可破,国产FPGA想要技术突围困难重重,只能是沿路追赶,就是想收购都不行,紫光收购Lattice案直接被川普先生否决了。

2015年,熊猫君第一次真正接触使用了第一片国产FPGA,京微雅格的“华山”系列:大概6K多的LUT,集成了一个Cortex-M3ARM硬核,内部有Block RAMSRAM,好像SRAM只能被LogicM3核对半分,时间太长了记不清了。器件集成了常用DDR控制器、USB2.0/Ethernet/CAN/ADC/UART/IIC/SPI这些常用的外设接口,但是FPGAI/O资源较弱,差分信号记得好像只支持LVDS。咱实话实说,对这个片子,熊猫君没有对功能和性能一项一项的验证过,大略的感觉还是可以的,弄得好的话,在中低端领域还有一定的发力本钱的。不过说实在的,给的那个开发工具实在不好用,国产大毛病,无论是界面友好还是综合、布局布线的性能,都处于萌芽状态,EDA软件,国产当自强。这个器件后来放弃了,听说京微雅格出现严重财务问题了。

第二家是深圳国微,怎么说呢,在国产里面,器件也算还行吧,有个缺点是不带片上仿真[有大神纠正,可以用chipscope,特定版本的ISE装补丁],不知道现在最新版的是否改进,前一阵子搜索了一下,发现深圳国微被紫光国微收购成为旗下子公司,然后又派生出了紫光同创,现在已经傻傻分不清楚到底啥关系了。深圳国微照样存在EDA软件硬伤,要使用三个开发工具才能生成Bit文件,也是非常的不方便。前一阵子调研一个项目,登录了紫光同创的官网看了看,从介绍上有高端的Titan系列(带6Gbps Serdes)、中端的Logos系列和低端的Compact系列(替代CPLD的),I/O支持得也还不错,MIPILVDSTMDS等常用的差分接口都能行。另外还有开发套件Pango Design Suite,没用过,不知道体验如何,黑金用Logos系列的PGL22G做了块开发板,不到一千块,感兴趣的可以买来玩玩儿,分享分享体验[这里绝对不是打广告,不认识黑金的人]

QQ截图20190706215821.jpg

第三家是上海复旦微电子,他们经常去国防、航天类的企业去宣讲,宣讲称推出了超大规模的FPGA,型号是7K325T,对标XilinxXC7K325T,近期还推出了直接对标Xilinx XC7V690T的器件了,据称是具有完全自主知识产权的国产业内水平最高的一家了。比较有意思的是,上海复旦微电子的器件直接可以用XilinxVivado套件直接编译。器件也好,开发平台也好,咱没有细细比照过,也不清楚是和Xilinx的器件略有不同还是完全相同,没有发言权。

第四家是广州高云,他们家主要有两个代的产品,名字起得挺好听,叫做“晨曦”和“小蜜蜂”,都是基于LUT4的,有DSP资源,支持LVDS/LVPECLE差分电平;“小蜜蜂”是他家的第二代产品,针对应用集成了一些特殊的资源,也算是SoC吧,有集成Cortex-M3内核、闪存、ADCUSB2.0 PHY等资源的,都没有Serdes资源,个人认为吧,目前还算是比较弱小吧,综合性能还赶不上当年的京微雅格。另外,他家的器件在低温时还有问题,不知道现在修复没有。至于EDA软件呢,他家提供了一个叫做“高云云元软件”的套件,综合用的是SynplifyPro,下载用Gowin Programmer 

另外还有一家上海安路(anlogic),跟高云的产品性能和定位都很类似,他家有个叫“TangDynasty(TD)”的集成开发环境,界面跟早期的Quartus很类似。近两年来,上海的AGM作为一匹黑马,在低成本消费领域也有不错的表现,有持续出货,而且出货量还很可观,表现不俗,值得点赞!


其他家,其他家涵盖一些大型的研究所的器件,他们满足特殊领域的自用。还有一些比以上四家起步还要晚一些,感兴趣的可以在网上搜一搜了解了解。

总之呢,FPGA属于一个高大上的行业,国产才刚刚起步,主要存在以下巨大的发展瓶颈:

1)专利壁垒:美国几乎持有所有的FPGA核心专利;

2)人才问题:核心的EDA工具,特别是布局布线的算法高级人才几乎没有;

3)生态环境:当前基本都是XilinxAltera等的生态,后进者从头切入谈何容易,IP资源圈、开发资源圈都得通通从头建起。

最后呢,Panda君希望国产FPGA能够慢慢强大起来,特别是贸易战以来美国启动新一轮技术封锁,咱自己没有的领域还真的硬不起来。呼吁研究者们坚持正向研究,真正做到潜心技术,迎头赶上;呼吁开发者们,在满足可用的基础上支持国产器件,共建生态圈,也算是让技术有回报;呼吁管理者们加大支持,营造更好的营商环境,引进和培养更多的相关人才。

祝越来越好!

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haoxingheng  2019-07-16 20:29:28 

国产加油,致敬默默前进的奋进者们!

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