试用手记：为国产FPGA正名(一)

作者：特权同学

印象中FPGA市场基本是Altera和Xilinx一统天下，他们的明争暗斗决定着FPGA的未来，甚至他们各自的家族产品都是对着干的。Lattice、Actel、Atmel各有其小众市场，再有别的厂商，基本上特权同学是不太叫得上来了。

国产FPGA？是不是听错了，没有。记得第一次听说 FPGA前面加了个定冠词“国产”应该可以追溯到特权同学还和价格堪比年薪的军品纠结的岁月。不过那个“国产”二字总感觉和“盗版”谐音，真的不是损谁，只是实事求是的说。也许这种模式也叫“中国特色”吧，好歹比那天忘了在哪位大侠博客看到的“二次包装”的“中国制造”强上千百倍。Xilinx早期的 XC4打头的FPGA，也只有ISE4以前的版本支持，“低端”军品也就这几款了。所以国内的XX所也很牛，居然能够逆向设计将他们的“国产”FPGA做得和它完全兼容，不止是PIN2PIN，甚至连开发工具他们都不用徒手打造了，告诉我们完全替代现有的Xilinx器件。

有时候不得不感叹，中国人很牛。外国人可以做到的，基本上没有中国人做不到的。时光荏苒，特权同学已不再需要靠那些“可靠”换“性能”的片子干活了。而FPGA的成本却越来越成为产品开发中挥之不去的梦魇，于是乎，老板想尽办法要压榨FPGA的成本，这次找来了又一个“国产”准备在低端低成本的应用中大干一场。不过几番观察下来，特权同学开始对此“君”颇有好感，它也许算不上真正意义上的“国产”，但是多少让人感受到了它走的是一条“正规”有“前途”的路子。

其实也只是昨天才开始正式的和这家名为Agate Logic的FPGA厂商有了一些“亲密”接触。它的开发工具，它的开发流程，它的主打芯片结构、特点、性能都有所了解，但要真*实弹的用这个家伙干活，还得有更深入的尝试和验证。特权同学希望对这些尝试做些记录，也许，是一次蛮有意思的尝试。

今天先简单的没主题的随便扯谈吧。首先，这家公司是提供了两个系列的产品，其中一个系列工艺先进些，据说性能好一些，只不过年初刚量产，还不是主推产品，姑且不详谈，毕竟特权同学的DEMO板上的主角儿也不是它。另一个低端点的系列叫Astro，别小看它了，先罗列一下参数大家瞧瞧。

★  硬核——可以跑到100MHz的8051硬核，标准外设IIC一个、SPI一个、USART两个、定时器数个。

★  1Mbit一次性可编程存储（OTP）——加密的利器啊。

★  1个PLL——3个可选输出，相位可调。

★  可选的内部4Mbit FLASH。

★  2个9Kbit可配置存储器——虽然对于片内存储要求很高的特权同学有点“巧妇难为无米之炊”了，不过低端应用牺牲一些“性能”还是可以接受的。

有这些东西还不算，最主要的还是它保持着传统“中国特色”的“便宜”，基本上3个美金可以拿到有1024个LUT的器件了。若是要和当前的Altera相关解决方案比比，那真得是蛮有竞争力的。MAX II系列CPLD除了逻辑真得没有别的用处了，而逻辑资源逊色不少的EPM570（EPM1270不说了）目前市场上估计是有缺货的因素，居然卖到30好几个RMB了。而如果选择Cyclone系列最便宜的EP1C3好像也只要30多RMB，但是要跑个最经济的NIOS也有点困难。而且有个很有意思的现象，正规代理商会很无奈的告诉你这样的老器件要30的数倍价格才能搞到，而外面的小商小贩卖的就是30的准“白菜价”（当然不排除买到“散新货”的可能）。而Astro却连配置器件和外挂MCU的成本都省了，虽然它也是基于SRAM的结构。（不行，越比发现这东西越好。先申明一下，这里不是推销，只是比较，特权同学是用芯片的，不是卖芯片的。嘿嘿）

今天花了一上午把它们的开发工具Primace的 Help过了一遍。再说个题外话，昨天到它们的上海办事处，感觉上这般人对版本的管理不是很好，动不动来一个版本，让我们当时一个版本装另一个版本卸的来回折腾好几次才看到Primace的本来面目。还有那个USB下载线，MCU要一个JTAG，FPGA也要一个JTAG，如果能二合一的干活多好啊，就像咱的NIOS2。

FPGA开发，确切的说硬件系统的开发都是有赖于 Primace的，软件是KEIL，它们提供了一套接口，用上去还算方便。这个Primace整个一ISE或者Quartus II的简化版，毕竟也是刚起步，勉强可以接受，怎么说咱当年在ISE10大行其道的年代也有过被迫无奈“玩转”ISE4的经历。

截个图，如图1，它们的开发流程也算是软硬兼施，FPGA的流程很简化，看上去很“清爽”。最终把FPGA配置文件bitgen和KeilC的Hex一起在软件里生成个新文件下载就行。


图1

开发工具真的很“简陋”。时序约束和分析特权同学还没摸懂怎么回事，就那么两三个GUI选项，只能说是比Classic timing analyzer还Classic，这一点是特权同学最担忧的；提供的板级调试手段也很有限，好像就一个称为Signal monitor的家伙，没有尝试，就不妄下定论，好在本来它的逻辑资源也不多，调试起来有没有在线手段也无关紧要。