从"高冷"到"接地气",FPGA将如何影响未来？

《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 从“可编程”到“全可编程”，需要哪些改变？ 转型或变革，在现在的商业环境中是常有的事。Xilinx的这次改变，何以称得上是“进入了里程碑阶段”？Steve Glaser表示，全可编程的技术已经不只是停留在可编程逻辑器件本身，而是包括了异构处理、多核SoC、软件开发环境等因素在内的全可编程方案。 xilinx面向新时代的全可编程技术包括软件定义的开发环境和器件。其中软件定义的开发环境包括加速器/网络/SoC，在这个环境中，硬件、软件甚至I/O都是可编程的，提供的是软件工程师熟悉的类似CPU/GPU的设计体验；而器件则已经进入了多核异构的SoC时代，包括处理器资源、逻辑资源等等，FPGA不再是基于传统架构的、只在处理器旁边做协助的角色，而是已经成为众多电子系统的核心平台。

图1 系统的总体框图 4BKednc

将传统的FPGA与CPU、GPU对比后可以发现，FPGA在性能功耗比、互联互通上具有绝对的优势，但因为在编程方面是硬件描述语言，因此易用性不够强。但是通过软件定义环境的开发和推出，FPGA开发的容易程度降低到与CPU、GPU不相上下。全可编程的技术既保持了可编程技术的性能和功耗优势，同时又提供了软件工程师熟悉的软件设计环境，而这也意味着当更多的软件工程师、系统级工程师需要差异化的解决方案来解决性能瓶颈时，Xilinx会成为他们的理想选择。Steve Glaser预测，未来5年内，Xilinx的潜在用户将增长5倍，达到25万，而这仅是一个保守的估计。

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在Xilinx的五年规划中，不难发现软件在其中的重要地位。用户群决定市场规模，这应该是促使Xilinx进行改变的重要原因之一。从全球的软硬件工程师数量来看，软件工程师超过硬件工程师的5倍到10倍。而Xilinx的目标是，能够使更多的软件工程师不需要非得懂硬件设计就能够对FPGA进行编程。回顾之前的Xilinx，仅是一家可编程逻辑器件公司，所面向的仅是5万多位硬件工程师。大约一年多前，Xilinx面向数以千计的SoC软硬件工程师团队开始了一个新的发展方向：为其软件可编程技术增加了更多的新内容，包括加入ARM内核，实现硬件、软件、I/O的全可编程。此外，Xilinx还帮助硬件工程师通过编写SoC代码实现硬件和他们自己的知识产权的合成，这种更高层次的综合，能够帮助他们通过SoC对自己的器件进行编程，然后把它和智能的内容集成起来，使他们的硬件和软件系统产生差异化的不同特点。 Steve Glaser自信表示，新的全可编程技术能够解决所有的可编程问题，在技术上进一步支持软件定义的要求，同时在可编程硬件优化方面也变得更加灵活。其MPSoC就是一个基于多核异构的全可编程架构，这是2015年新一代解决方案的特性，而在此之前是绝对没有的。新的软件开发系统使用全新的开发语言，包括C语言、C++语言等，不同的用户可以把不同的设计理念直接通过更高层次的语言编入到器件上。这一改进，显然帮助Xilinx扩大了用户群，也使得它有能力参与到即将来临的更大的发展潮流中。

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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 解决可编程的“两极分化”问题 谈及Xilinx转型的驱动力，Steve Glaser表示，Xilinx在与客户进行沟通后发现，不论是中国还是世界其他地方的客户，他们的需求都呈现出非常明显的“两极分化”的趋势。一方面，他们需要朝着软件定义的方向发展，拥有更大的灵活性，使系统更加智能，有更多的可扩展性从而增加更多的客户、提高更好的服务。而另一方面，他们希望通过一个通用的硬件，以软件为主的方法来解决这些软硬件的需求。但现实情况是大家没法不去做优化的硬件，比如大数据、视频，这些需要巨大的处理能力，通用的硬件可能解决不了这些问题。还有另外一些需求和标准变化多端的应用场景，一个固定的、不可编程的通用方案根本无法应对变化。

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面对这样一个“两极分化”的挑战，必须需要通过非常专业的技术能力才能使硬件和软件都实现可编程，这样，才能实现最终的优化。而通过软件定义的开发环境，再加上C语言为基础的硬件的定义环境，就使得Xilinx既提升了易开发性，同时在功耗、任意互联方面都独具优势。因此，Xilinx既可以从更高的层面实现软件的智能化，同时也可以使硬件优化变得更加灵活。

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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 将与Intel在数据中心展开直接竞争 再谈Xilinx与Altera的竞争，势必要涉及一个更加强大的对手——Intel。根据业界分析，Intel斥巨资买下Altera的很大一部分原因是为了继续加强在数据中心的优势，毕竟这是其利润的主要来源，也是其主要增长点。而目前在服务器芯片市场占有率高达95%的Intel，从某种程度上来看像是一家扣住了整个运输行业命脉的火车公司。就像本文开头所说，未来不只是火车公司与火车公司的竞争，而是火车公司与整个运输行业的竞争。 具体是怎么个竞争法？ Steve Glaser表示，未来会密切与ARM架构、Power架构的供应商、服务器提供商、CPU提供商展开合作。由于最大的对手Altera已经牢牢与x86架构“捆绑”在了一起，因此Xilinx几乎成为了上述合作伙伴唯一的选择。而不光是在上述两大架构的领域，Xilinx在Intel所把持的x86服务器市场中也是有相当的市场机会，因为越来越多的数据商或方案提供商，都希望能有更加灵活、更加开放的解决方案，而无需受到Intel架构的绑架和控制。未来，Xilinx与Intel在数据中心的竞争，会比较有看头。

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