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-- 發布時間：2010-11-20 9:21:44
-- FPGA和結構化ASIC強化高速串行通信功能
單向傳輸速率達到2.5Gbps的高速串行通信技術PCI Express正快速上升為PC產業界的新熱點，PCI Express總線將取代目前的I/O（輸出輸入）接口，如用于服務器、工作站、臺式電腦、筆記本電腦和通信設備等所有產品中連接設備的PCI總線，和連接圖形卡的AGP8X接口。
不少工業分析家相信，2005年它將取代60%的PCI接口市場。英特爾也預計今年的PC、筆記本電腦、服務器、工作站、通信和嵌入式產品將廣泛采用PCI Express，并正在全力推動跨平臺、從上到下的向PCI Express的快速遷移。
這一技術發展趨勢也對FPGA供應商的發展戰略產生了相當大的影響。例如，Altera高級市場副總裁Jordan Plofsky最近接受本刊記者采訪時表示：“今年我們將為Stratix GX、Stratix II GX、CyClone II和HardCopy II提供PCI Express接口支持。”這意味著Altera今年可望向用戶市場提供PCI Express內核。
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Plofsky: Altera今年 |
事實上，Altera早就在為此積極做著準備。就在今年二月份，Altera和PMC-Sierra公司合作發布了一整套基于Altera可編程邏輯和PMC-Sierra收發器技術的高速串行I/O解決方案。這一合作使得Altera低成本CyClone II FPGA、Stratix II FPGA和HardCopy II結構化ASIC的用戶能夠通過PMC-Sierra PM8358 QuadPHY 10GX串行/解串器(即SERDES收發器)將他們使用的器件無縫移植到高速串行協議系統中。這一組合解決方案使得用戶能夠應用時下流行的高速串行通信協議(如PCI Express、Serial RapidIO、10G以太網、光纖通道、通用協議無線接口等)來實現芯片間、PCB板之間以及系統間的通信連接。對習慣于FPGA/收發器方案的用戶，Altera也提供了集成SERDES的解決方案。
PMC-Sierra公司市場總監Travis Karr也強調：“QuadPHY 10GX SERDES和Altera FPGA的結合能夠為用戶提供最具成本效益的解決方案，它支持速率在1.2至3.2Gbps之間的主要新興串行協議。”
大多數臺式PC和服務器供應商預計在近期將采用PCI和PCI Express兩種插槽并存的方式，然后在一兩年里逐步淘汰PCI插槽。PCI Express在筆記本電腦中的應用也在快速上升之中。
市場研究公司Insight6??分析師Nathan Brookwood表示，PCI Express總線的另一個好處是能夠為用戶提供更大的靈活性。PCI總線需要用戶打開機箱插入各種硬件卡，而PCI Express總線允許PC整機供應商直接把連接邏輯制作到主板上，用戶只需要簡單地在機箱后面插入線纜就可以了。
另一主要FPGA供應商Xilinx目前已可向用戶提供PCI Express內核，其Virtex II Pro FPGA集成了RocketIO 3.125Gbps收發器，完全可以支持單向通信速率為2.5Gbps的單通道PCI Express接口的實現。
隨著FPGA成本的直線下降(目前最便宜的FPGA價格已掉到3美元左右)，FPGA和HardCopy II結構化ASIC越來越多地成為開發中小規模ASIC和ASSP的用戶的第一選擇。Plofsky透露，目前不少IC品牌供應商開始直接采用我們的Stratix II FPGA和HardCopy II產品開發其ASSP。
Gartner在一份市場研究報告中也指出，大約65-70%的數字ASIC設計可以用HardCopy和HardCopy II來完成，這意味著HardCopy的市場可以在2006年達到150億美元。
目前Altera密度最高的Stratix II FPGA可以開發最高220萬門的ASIC，百萬門ASIC的成本已只有15美元。HardCopy II結構化ASIC支持的最高工作頻率為350MHz。
“驗證是目前中國工程師在開發百萬門以上FPGA時遇到的最大技術挑戰，”Plofsky指出，“信號完整性和EMI/EMC問題也是主要的設計挑戰，尤其當他們開發復雜和高速的FPGA設計時。”
2004年Altera最成功的產品是Cyclone，其全球付運量約達到了750萬片，最大的應用領域是各種類型的TV，如LCD和PDP TV。在亞太市場，它主要應用在日本、韓國和臺灣地區的消費電子產品中（如便攜式多媒體播放機中）。
Altera大中國區總經理趙典鋒也透露，Stratix已經在日本和韓國的電信基礎設施產品中(如基站)進入了批量發貨階段，Stratix II目前也已中標了不少設計，預計在不久的將來Hardcopy II也可望進行批量交貨階段。