eFPGA摇身一变成“网红”，到底给市场带来哪些优势？

为了应付不同任务的处理需求，工程师们在SoC中使用包括通用CPU、DSP、GPU和定制处理器在内的各种模块。但上述SoC并没有能够在性能、功耗和硬件定制方面做到均衡。回看科技发展进程，你会发现有一种技术至今尚未成为SoC关注的重点，那就是FPGA。

其实FPGA的运算速度在大多数情况下比通用CPU都快，而且消耗更少能量。但是相对于定制电路，FPGA功耗较大，且性能稍逊。FPGA可以通过编程内部逻辑模块来实现各种功能，而且一旦FPGA设计完成后其可实现的最大逻辑规模就确定了。从另一个角度来说，无论FPGA逻辑资源利用率如何，其芯片面积（成本）已经无法改变了。换句话说，不管你用FPGA实现一个简单的加法器还是实现一个复杂的基带处理器，成本并不会改变。种种原因导致FPGA并不能在主流竞争中胜出。

独立FPGA芯片市场目前由Altera和Xilinx把持，而形成这样格局的一个原因可能与他们并不只是生产芯片有关。FPGA需要有一个完善的复杂生态系统才能保证其使用。这个生态系统和处理器所需的一些必要支持很相似。

现在，从FPGA向eFPGA的技术转变则需要更复杂的生态系统，因为在这个过程中，我们需要针对不同的IP核定制工具链。

在过去，有几个公司试图在eFPGA市场争取领先位置，但没有一个能成功。那么究竟发生了什么转变，让eFPGA在成熟的SoC市场再度热炒，成为下一代的处理器类型首选？

市场的转变

为了说明为什么eFPGA这次将会成功，在这里，我会先对巨大的工业市场和某些特定市场的现状进行分析。

我们知道，对于很多市场，摩尔定律使他们前进的动力。这个在过去能够按部就班地提供更小、更便宜且更快芯片的定律逐渐失效了。虽然在其指导下，还能提高芯片的集成度且降低功耗，但是当中很多的东西已经结束了。

在高端市场，产品迭代周期已经变长了。"需要长设计周期的网络和通信芯片是典型的对先进工艺制程有强烈依赖的市场，它们的设计周期长而且在掩膜方面的花费200万到500万美元之间"。Flex Logix的CEO Geoffrey Tate表示。"但现在的问题是，类似协议和封包这样的标准一直在快速变化。过去的应对方法是每隔几年就重新设计芯片，以满足市场需求，但这样的流程让成本也逐渐增加。另外，数据中心对芯片的可编程化需求日益提升，因为只有这样做，他们才能够在系统内实现自动升级，进而达到优化成本，进行定制化设计，提高竞争力的目的。" Geoffrey Tat补充说。

eFPGA的成功，势必会带来市场的扩展。

"客户主要集中在网络和有线通讯基础设施领域，当中包括了以太网交换机和路由应用"。Achronix的CEO和主席Robert Blake说。

"具有基本可编程特性的FPGA可以被应用在计算领域，这样就引致了其在相关市场中大幅度增长。这些市场包括了加密、解密；压缩和解压；非结构化搜索；机器学习和人工智能"。Robert Blake强调。

FPGA的应用和成长周期

而在以微控制器（MCU）为代表的低端市场，Menta 的业务开拓经理Yoan Dupret 表示，嵌入式FPGA已经成功吸引了大家的注意力。这是因为人们都希望通过提高他们芯片的出货量来提高利润，而使用FPGA可以为不同客户量身定做提供某一种MCU的多种版本从而提高出货量。

例如，众所周知MCU拥有很多的款型以满足不同的应用场合。在旧的工艺节点，我们可以为同一款MCU设计多个有不同的串行总线协议(I2C, SPI, UART等等)的芯片版本以满足不同的需求（译者注：因为在旧的工艺节点芯片制造成本比较低）。现在的微控制器已经推进到40nm，而他们的掩膜成本也高达100万美元，这样使用嵌入式FPGA来实施定制化MCU而不是设计多个芯片版本可以大大提高效率。

Cadence IP市场的VP Hugh Durdan也认同这种观点。

"传统的MCU市场已经衍生出了各种不同的产品，很多是针对不同的数量和I/O类型量身定做的。他们这样做的原因是因为客户对价格非常敏感，加上了多用途的部件会增加成本，这是客户不能接受的。在0.25微米的时候，这种策略是行得通的。因为那时候一套掩膜的成本只有五万美金，你也可以在一个月的时间里快速制造出一个芯片。但现在一切都变了，就算最简单的IoT芯片用的都是55nm，甚至40nm的工艺，因此mask成本自然就飙升了。而FPGA则可以解决这些问题，虽然其架构成本有点贵，但它会降低一次性成本（NRE），因为它的一款芯片能够针对不同的应用做改变，而不需要额外投入更多的成本"。

不依赖于预定的市场，嵌入式FPGA的制造者们发现他们所面向的也不再是那些中小规模市场。

Tate表示，嵌入式FPGA现在已经开始被集成到那些高容量的MCU和SoC芯片，与此同时，FPGA也