FPGA 发展之路: 将功耗和价格降低一万倍

积累时代：2000-2007 年

新千年伊始，FPGA 已成为数字系统中的通用组件。容量和设计尺寸快速增加，FPGA 在数据通信领域开辟了巨大市场。2000年代初期互联网泡沫破灭之后，迫切需要降低成本，这也减少了很多“临时”ASIC 用户。定制芯片对小的研发团队来说风险太大。当他们发现FPGA可以解决他们的问题，自然他们就变成了 FPGA 用户。

FPGA 问题不局限于典型问题，单纯提高容量不足以保证市场增长。FPGA 厂商通过如下两种方式解决了这一挑战。针对低端市场，厂商再度关注效率问题，并生产低容量、低性能、“低成本”的 FPGA 系列，例如赛灵思 Spartan® FPGA 系列。针对高端市场，FPGA 厂商通过开发针对重要功能的软逻辑 (IP) 库，努力让客户更方便地填充最大的 FPGA。这些软逻辑功能中最值得注意的是存储器控制器、各种通信协议模块（包括以太网 MAC），甚至软微处理器（如赛灵思 MicroBlaze™ 处理器）。

设计特点在 2000 年代发生了改变。大型 FPGA 容纳超大型设计（完整子系统）。FPGA 用户不再只是实现逻辑；他们需要使 FPGA 设计符合系统标准要求。这些标准主要是指信号和协议方面的通信标准，可用来连接外部组件或者实现内部模块通信。处理标准让 FPGA 在计算密集型应用中发挥越来越重要的作用。积累时代末期，FPGA 已不仅是门阵列，而且还是集成有可编程逻辑的复杂功能集。FPGA 俨然变成了一个系统。

系统时代：2008 年以后

为解决系统设计问题，FPGA 越来越多地整合系统模块：高速收发器、存储器、DSP 处理单元和完整处理器。同时还进一步集成了重要控制功能：比特流加密与验证、混合信号处理、电源与温度监控以及电源管理等。这些特性在 Zynq All-Programmable 器件中得到了充分体现。同时，器件也推动了工具的发展。系统 FPGA 需要高效的系统编程语言，现可利用 OpenCL 和 C 语言以类似软件的流程来编程。

FPGA 发展何时才能到头？可编程性的基本价值已经为业界所共识，小型、高效的逻辑操作可加速很多重要算法并降低功耗，FPGA 技术会持续存在， 并不断发展演进。