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英特尔相中的FPGA技术,将成为物联网/大数据时代最大BOSS?

时间:01-10 来源:财富证券 点击:

轻易解决。例如,Intel已经有实时的视频内容分析应用,可以对车牌进行分析,如果配上FPGA就可以实现对大量车牌的并行分析,也可以解决雨雾天低能见度下的精准分析,这就是FPGA在安防领域的优势。

在工业智能化领域,FPGA的用处也非常多,例如FPGA的并行计算的特性可以做多通道的马达控制。一片FPGA就可以精确控制大量马达同时运行,减少传统采用大量ASIC控制,实现控制流程和运行操作简化和提升效率。目前Intel也有智能工厂方案,如果在云端和网关端有强大的优势,加上跟终端的控制结合,则优势会大大增加。

在智能家居领域,未来的智能家居的核心在于传感器的融合,FPGA的并行计算可以很好处理。例如,当主人回到家以后,照明自动打开,音乐自动播放,门禁和安防自动解禁,这些应用场需要很很短的时间内实现大量的融合算法。

或者,有人说未来机器人将是家庭的入口。在机器人控制上也需要大量的并行处理和控制,例如机器人的智能需要机器视觉技术的大提速。目前看演示的机器视觉技术,很多都是基于FPGA来完成的,这也是FPGA可以发挥的地方。

最后,实际应用中,FPGA的可编程性使开发人员能够用软件升级包通过在片上运行程序来修改芯片,甚至可通过因特网进行远程升级,大大减少的家庭用户的升级成本。

总之,CPU+FPGA的模式,一方面可以提供更好的单位功耗性能够,另一方面可以弥补X86架构在并行运算上的不足,并可以将方案往下延伸。据说,英特尔将在16年下半年将推出40多款MCU产品,这绝对是占据物联网终端的重拳,如果未来英特尔X86+FPGA+MCU组合起来,基本上在物联网领域拥有顶级装备了。

1.4、设计成本高和开发周期长,FPGA在小批量更优

随着半导体制程升级,芯片设计和流片费用成指数型增长。最终流片数量不大的ASIC或者ASSP,摊销到每块芯片的成本其实非常高。

粗略计算,最便宜的ASIC流片成本需要几十万人民币一次(按照50万元测算),ASIC流片后如果量大,边际成本基本为0,而一块最便宜FPGA芯片的价格在10元左右。也就是说,如果客户有50万元,实现同样的芯片逻辑功能,可以选择买5万片FPGA通过编程实现,或者花50万元设计ASIC后流片(流片边际成本为0)。测算下来,5万片流片可以作为一个零界点。

按照上面测算,于低于5万片合的小批量多批次更适合FPGA。FPGA在原来的专用设备控制器上(如雷达、航天飞机、汽车电子、路由器,这些高价值、批量相对较小、多通道计算的专用设备)有取代ASIC的趋势。

另外,FPGA的灵活性和开发周期短,可以帮助企业快速抢占市场。全球FPGA第一大厂商Xilinx认为,传统的ASIC和SoC设计周期平均是14个月到24个月,用FPGA进行开发时间可以平均降低55%。而产品晚上市六个月5年内将少33%的利润,每晚四周等于损失14%的市场份额。等到快速抢占市场后,如果产品的量较大再采用ASIC流片来降低成本。

二、FPGA-可编程、灵活性高、开周期短的"万能芯片"

2.1、可编程的"万能芯片"

FPGA(Field Programmable Gate Arrays)-现场可编程门阵列,是指一切通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元,完成既定设计功能的数字集成电路。FPGA可以实现怎样的能力,主要取决于它所提供的门电路的规模。如果门电路的规模足够大,FPGA通过编程可以实现任意芯片的逻辑功能,例如ASIC、DSP甚至PC处理器等。这就是FPGA为什么被称之为"万能芯片"的原因。

FPGA可随意定制内部逻辑的阵列,并且可以在用户现场进行即时编程,以修改内部的硬件逻辑,从而实现任意逻辑功能。这一点是ASIC和和DSP都无法做到的。形象点来说,传统的ASIC和DSP等于一张出厂时就写有数据且不可擦除的CD,用户只需要放到CD播放器就可以看到起数据或听到音乐;而FPGA是一张出厂时的空白的CD,需要用户自己使用刻录机烧写数据内容到盘里,并且还可以擦除上面的数据,反复刻录。

2.2、可编程灵活性高、开发周期短、并行计算效率高

FPGA的核心优点,总结下来三点:可编程灵活性高、开发周期短、并行计算可编程灵活性高。与ASIC的全定制电路不同,FPGA属于半定制电路。理论上,如果FPGA提供的门电路规模足够大,通过编程可以实现任意ASIC和DSP的逻辑功能。另外,编程可以反复,不像ASIC设计后固化不能修改。所以,FPGA的灵活性也较高。实际应用中,FPGA的现场可重复编程性使开发人员能够用软件升级包通过在片上运行程序来修改芯片,而不是替换和设计芯片(设计和时间成本巨大),甚至FPGA可通过因特网进行远程升级。

开发周期短。ASIC制造流

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