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现场可编程逻辑阵列的一种可编程“万用”芯片--FPGA

2018年01月22日 16:45 次阅读

-近日,高云半导体科技股份有限公司在上海发布了一款具有中国自主知识产权的FPGA芯片及配套平台化产品,这也是中资公司收购美国FPGA厂商莱迪斯(LatTIce)告吹后第一次亮出国产“名片”,意味着中国“芯”家族多了一位中国造的“万能”成员。

中国“芯”多了一位“万能”成员

增加一个USB功能,集成一片新市场

FPGA是现场可编程逻辑阵列——一种可编程“万用”芯片,其特殊的灵活性决定了在新兴应用领域中具有广阔的发展空间,特别是当下火爆的人工智能,没有现成的芯片(ASIC)可用,只能通过FPGA,利用可编程的特点,来实现并验证工程师所需要的初步解决方案。

与目前消费市场很少集成USB2.0功能块不同,新的芯片将它集纳起来,这透露出一个技术信号——FPGA不仅应用在通信系统和设备上,而且与消费类产品搭上关系。高云半导体CEO朱璟辉表示:“就像苹果工程师对FPGA表现出的兴趣一样,在iPhone 7中已经用到了FPGA。”

对于集成电路,曾有厂商将CPU(中央处理器)与FPGA集成,后者善于并行计算,处理能力强,前者则强在“管理”,这正是FPGA所缺乏的,两者结合,可有效地提升整体性能。可是,高云新的芯片放弃了CPU,却与MCU(单片微型计算机)集成到一起,朱璟辉给出的理由是,“一方面,在MCU市场,ARM架构已经占据了绝对统治地位,因此,FPGA+ARM内核的架构,将有助于提高FPGA的竞争力。另一方面,嵌入式市场非常宽广,高云选择采用FPGA+MCU(ARM)的方式进入这个广阔的嵌入式市场,主要针对的还是中高端的差异化应用,力求开拓出一片新天地。”

在消费级领域中,嵌入诸如USB2.0等模块的芯片会在图像监控、智能工业、医疗设备等领域逐步推开,动态可重构以及单片集群水平不断提高,将使FPGA功能越来越强大。比如在伺服电机控制器中,芯片的集成使这类应用的控制系统更简洁,还有更精准的电机步进控制,更炫的显示效果控制,更加人性化,更加简易的人机交户方式。

改变加密技术,应对突发“断电”

制造芯片要分层研磨,反向剥离可以将芯片每一层信息“偷”出来。比如将工艺次序倒过来执行,逐层拍照、克隆,即便完美复制的成功率很低,“万里挑一”的机会总会有的。因此供应特殊需求更成为一种在遭受技术封锁环境下的有效办法。而且,芯片做的设计常被抄袭,其电路设计和外形非常容易被原封不动地复制出来。

高云芯片实现的创新加密技术也是针对芯片本身被克隆和芯片设计被抄袭两种情况。对于前者,高云的GW1N系列芯片实现55纳米流片和28纳米设计,如果进行“反向”克隆,设备成本昂贵,且后续生产也是一个难题。高云半导体董事长陈天成告诉科技日报记者,“因为从90纳米开始,晶体管的大小跟光波几乎相近,拍照产生衍射现象,厂商则从光学原理出发,算出衍射情况做修正,在物理上还原。但是,摩尔定律不断推进,55纳米、40纳米等集成度更高的芯片靠‘反向’克隆还没有成功。”

而对用户设计的保护,芯片多了一种自我“摧毁”的手段以保证用户设计的数据流不被读出。陈天成打了个比方,这项加密技术有点像ATM机,如果ATM机被恶意破坏了,里面的钱会被喷上大量的墨汁,即使把钱取走钱也用不了的。

新的芯片是Flash工艺的非易失性FPGA。所谓非易失就是像闪存一样,当你通电的时候数据就在里边,当你掉电的时候数据还在里边。“相比于美国FPG厂商LatTIce的OTP(只能编程一次)对标产品,高云芯片采用闪存工艺技术,可以多次编程,具有更强的灵活性和可重用性。”陈天成表示,目前,该类型产品可以完全取代传统的CPLD(复杂可编程逻辑器件),每年约有5亿美元的市场总量。

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虽然推动业界向小型基站转变的因素众多,但可能最重要的是,消费者想要随时随地都能快速有效地连接到服务提...

发表于 2018-02-20 09:21 1300次阅读
SoC FPGA的DSP能力应对新兴的小型基站需...

基于QPSK数字调制解调的FPGA实现

随着FPGA技术的发展,数字通信技术与FPGA的结合体现了现代数字通信系统发展的一个趋势。为了使高速...

发表于 2018-02-20 07:50 1308次阅读
基于QPSK数字调制解调的FPGA实现

FPGA基础知识及其工作原理与基本的功能块案例

高端设计工具为少有甚是没有硬件设计技术的工程师和科学家提供现场可编程门阵列(FPGA)。无论你使用图...

发表于 2018-02-17 19:38 1794次阅读
FPGA基础知识及其工作原理与基本的功能块案例

基于FPGA的多通道频率测量系统设计方案介绍

FPGA及其外围电路是整个测量系统的核心。外围电路包括以下几个部分:1)电源转换电路,将5V电源转换...

发表于 2018-02-17 03:02 110次阅读
基于FPGA的多通道频率测量系统设计方案介绍

Stratix IV内嵌DPA电路的基本结构分析

不论从哪个角度看,今天的现场可编程门阵列(FPGA),都显得鹤立鸡群,真是非常棒的器件。如果在这个智...

发表于 2018-02-16 17:38 2836次阅读
Stratix IV内嵌DPA电路的基本结构分析

低成本FPGA中实现动态相位调整方案

在FPGA中,动态相位调整(DPA)主要是实现LVDS接口接收时对时钟和数据通道的相位补偿,以达到正...

发表于 2018-02-16 17:32 1495次阅读
低成本FPGA中实现动态相位调整方案

基于FPGA的指纹识别模块设计方案

本模块采用xilinx公司的 Spartan 3E 系列XC3S500E型FPGA作为核心控制芯片,...

发表于 2018-02-14 08:56 220次阅读
基于FPGA的指纹识别模块设计方案

FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

随着检测节点的增多,视觉测量系统需要处理的数据量也不断增大,对视觉测量系统的测量速度提出了更高的要求...

发表于 2018-02-10 13:21 311次阅读
FPGA和多DSP的高速视觉测量系统

基于FPGA的实时视频图像采集处理系统

设计了一种基于FPGA的实时视频图像采集处理电路系统。采用FPGA作为整个系统的控制和图像数据处理中...

发表于 2018-02-10 02:43 640次阅读
基于FPGA的实时视频图像采集处理系统

可编程硬件发展路线分析:eFPGA还是FPGA ...

eFPGA IP和FPGA SoC,谁将在未来更受欢迎呢?笔者认为,这两种生态都表明了SoC在摩尔定...

发表于 2018-02-10 01:30 541次阅读
可编程硬件发展路线分析:eFPGA还是FPGA ...

使用ECP5 FPGA解决网络边缘 智能、视觉和...

随着传感器、低成本摄像头和显示屏在当今嵌入式设计中的使用量飞速增长,市场上出现了许多激动人心的全新智...

发表于 2018-02-09 10:55 2359次阅读
使用ECP5 FPGA解决网络边缘 智能、视觉和...

基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

目前,随着工艺和技术的进步,集成电路技术的发展已经使得在一个芯片上集成一个可编程系统(Program...

发表于 2018-02-08 15:02 254次阅读
基于FPGA/DSP技术的飞机总线系统通讯软件设...

基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

VGA(Video GraphICs Array)即视频图形阵列,是IBM在1987年随PS/2机(...

发表于 2018-02-08 06:44 270次阅读
基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案

EDA技术是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,进...

发表于 2018-02-08 03:45 183次阅读
基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案