Spartan-II系列FPGA以低于十美元的价位,提供有十万个以上的系统闸,是相当具有成本效益的PLD产品。 Spartan-II延续有Virtex FPGA之各项功能,并包含了Virtex系列之所有特色,包括SelectI/O、BlockRAM、Distributed RAM、DLL等等,其时脉可高达200MHz。
PLD元件打入ASSP市场
以前由于PLD在密度、特性、效能及成本上无法和ASSP竞争,因此一直无法打入ASSP市场,但由于Spartan系列采用相当先进的制程技术,因此已经可以有效与ASSP竞争。这种技术让Xilinx大幅缩小晶片体积,使产品的整体成本也随之降低。由于制程技术的快速转型,使Spartan系列产品能和ASIC及ASSP元件互相竞争,为PLD打开了许多全新的市场空间。
可程式化ASSP元件之优势
像Spartan-II系列之类的可程式化ASSP元件,提供了许多优于单独ASSP元件的优点,这些优点可大略分成下列几类:
- ●具有可程式化ASSP的优异价值。
- ●可容许规格的变动。
- ●可进行测试及验证。
- ●具有Xilinx Online之现场升级能力。
- ●解决独立ASSP元件之开发难题。
可程式化ASSP的优异价值
ASSP是针对各种不同的应用产品而设计,因此很难百分之百满足您的需求,但透过像Spartan-II FPGA之类的可程式化ASSP方案,您可以选择最佳的功能组合,将电路设计最佳化,以达到最优异的成果。这样设计出来的产品不但品质较佳,成本也较为低廉。
在所列举的PCI设计范例中,Spartan XL PCI方案可有效将产品成本减半,同时还有多余的空间,让您可以在后端PCI介面加上额外的逻辑电路,例如DMA控制器、SDRAM控制器、FIFO等等。
可容许规格的变动
由于高利润的诱因,ASSP厂商常常必须快速针对新市场开发新产品。但由于这些市场的规格标准经常变动,因此提高了ASSP产品的风险,但也因为这些因素,使Spartan-II在ASSP市场中具有许多商机,因为采用Spartan元件所开发的电路设计,可根据规格的变动进行升级,即使已经安装的系统也可现场升级。
可进行测试与验证
个别组装的ASSP元件还有另一个问题,就是这些元件的表现有时难以预测。但如果使用Spartan-II FPGA之类的可程式化ASSP元件,要找出问题点就容易得多,因为这些元件采用成熟的FPGA技术架构,而且晶片本身经过预先验证,具有性能上的保证。同时,由于可程式化ASSP元件可以重新烧录,因此要修正任何问题都很容易。这个优点是独立ASSP元件所难以望其项背的超值特色。
具有Xilinx Online之现场升级能力
Xilinx Online功能可以让您透过网路新增硬体功能或修正错误,不需派工程师到现场实地维修,因此可大幅节约系统在整个生命期中的维修、支援成本。这种现场升级功能的价值如(图四)所示。
解决独立ASSP元件之开发难题
开发独立式ASSP元件的厂商,必须在产品中预先设计许多功能,以满足各种不同客户的要求。目前ASSP厂商所面临的障碍包括:
- ●选择适当的ASSP:ASSP厂商必须选择适当的市场区间。
- ●产品自订化:ASSP厂商必须以单一产品成功满足不同客户的要求,是产品开发上的一大挑战。
- ●开发成本与债务之偿还:个别组装的ASSP元件,其NRE与设计成本都相当高。随着制程技术的转移,这些成本还在不断增加当中。
相较之下,Spartan-II元件并没有这些限制,是相当具成本效益的可程式化ASSP方案。
Spartan-II替代ASSP价值
Spartan-II系列元件可替代三大类的ASSP元件或与之竞争,这三大类元件分别为:功能替代型ASSP、逻辑替代型ASSP及加值型ASSP。
功能替代型ASSP
表一列举几种「功能替代型ASSP」。这些功能都已经包含在Spartan-II FPGA元件中,完全不需要使用PLD的逻辑资源。而且有些Spartan-II元件的价位,与所取代的ASSP元件几乎相同。
逻辑替代型ASSP
所谓「逻辑替代型ASSP」,就是指那些可利用Spartan-II晶片的逻辑资源搭配各种IP核心程式来替代的ASSP元件。
加值型ASSP
「加值型ASSP」可细分为以下两类:
- ●采用Xilinx独特架构的ASSP元件,例如Applied Telecom公司所生产的ATM IMA元件。可现场升级的ASSP与网路处理器也属于此类。
- ●锁定新兴市场或未来市场的ASSP元件,例如PCI-X Master/Target控制器。
Spartan-II元件能妥善满足以上三大类的ASSP需求,其中(表二)列举出数种「加值型ASSP元件」。
结语
由于具备先进的功能以及低廉的成本,因此新推出的Spartan-II系列产品能取代许多标准的ASSP元件,虽然还不能完全取代ASSP的地位,但Spartan系列的确已打入许多原先被独立ASSP元件所占据的高产量、低成本应用市场。
(作者任职Xilinx公司策略应用部门经理)