可編程邏輯(PLD)的市場及優(yōu)點分析

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　　PLD市場

　　根據(jù)市場研究機構Gartner/Dataquest的數(shù)據(jù)，目前全球可編程邏輯器件市場約為35億美元。固定邏輯器件市場約為120億美元。然而，近年來，PLD銷售額的增長速度已經(jīng)超過基于傳統(tǒng)門陣列技術的固定邏輯器件的銷售增長速度。而且，高性能FPGA現(xiàn)在已開始從采用最先進的標準單元技術制造的固定邏輯器件那兒贏得市場份額。

　　根據(jù)半導體行業(yè)聯(lián)盟(SIA)提供的數(shù)據(jù)，可編程邏輯現(xiàn)在是半導體行業(yè)中增長最快的領域之一，在過去幾年時間里，PLD的銷售增長速度超過了整個半導體行業(yè)的平均銷售增長速度。

　　"可編程邏輯器件是邏輯器件產(chǎn)品中增長最快的領域，這主要有兩個基本原因。可編程邏輯器件不斷提高的單片器件邏輯門數(shù)量集成了眾多功能，不然的話這些功能只能采用大量分立邏輯和存儲器芯片才能實現(xiàn)，這可以改善最終系統(tǒng)的體積、功耗、性能、可靠性和成本。同樣重要的是這樣的事實，在許多情況下只需要數(shù)十秒或分鐘的時間，你就可以在工作站或系統(tǒng)組裝線上配置和重新配置這些器件。這一能力提供了強大的靈活性，支持迅速對最后一分鐘設計修改，以及在設計定型前對各種想法進行原型實驗，同時還可滿足在消費者需求和競爭壓力下不斷縮短的上市時間最終期限要求。"(EDN, "PLD年度目錄"， 2000年8月17日.)

　　PLD的優(yōu)點

　　固定邏輯器件和PLD各有自己的優(yōu)點。例如，固定邏輯設計經(jīng)常更適合大批量應用，因為它們可更為經(jīng)濟地大批量生產(chǎn)。對有些需要極高性能的應用，固定邏輯也可能是最佳的選擇。然而，可編程邏輯器件提供了一些優(yōu)于固定邏輯器件的重要優(yōu)點，包括：PLD在設計過程中為客戶提供了更大的靈活性，因為對于PLD來說，設計反復只需要簡單地改變編程文件就可以了，而且設計改變的結果可立即在工作器件中看到。 PLD不需要漫長的前置時間來制造原型或正式產(chǎn)品 - PLD器件已經(jīng)放在分銷商的貨架上并可隨時付運。

　　PLD不需要客戶支付高昂的NRE成本和購買昂貴的掩膜組- PLD供應商在設計其可編程器件時已經(jīng)支付了這些成本，并且可通過PLD產(chǎn)品線延續(xù)多年的生命期來分攤這些成本。

　　PLD允許客戶在需要時僅訂購所需要的數(shù)量，從而使客戶可控制庫存。采用固定邏輯器件的客戶經(jīng)常會面臨需要廢棄的過量庫存，而當對其產(chǎn)品的需求高漲時，他們又可能為器件供貨不足所苦，并且不得不面對生產(chǎn)延遲的現(xiàn)實。

　　PLD甚至在設備付運到客戶那兒以后還可以重新編程。事實上，由于有了可編程邏輯器件，一些設備制造商現(xiàn)在正在嘗試為已經(jīng)安裝在現(xiàn)場的產(chǎn)品增加新功能或者進行升級。要實現(xiàn)這一點，只需要通過因特網(wǎng)將新的編程文件上載到PLD就可以在系統(tǒng)中創(chuàng)建出新的硬件邏輯。

　　過去幾年時間晨，可編程邏輯供應商取得了巨大的技術進步，以致現(xiàn)在PLD被眾多設計人員視為是邏輯解決方案的當然之選。能夠實現(xiàn)這一點的重要原因之一是象Xilinx這樣的PLD供應商是"無晶圓制造廠"企業(yè)，并不直接擁有芯片制造工廠，Xilinx將芯片制造工作外包給IBM Microelectronics 和 UMC這樣的主要業(yè)務就是制造芯片的合作伙伴。這一策略使Xilinx可以集中精力設計新產(chǎn)品結構、軟件工具和IP核心，同時還可以利用最先進的半導體制造工藝技術。先進的工藝技術在一系列關鍵領域為PLD提供了幫助：更快的性能、集成更多功能、降低功耗和成本等。目前Xilinx采用先進的0.13um 低K銅金屬工藝生產(chǎn)可編程邏輯器件，這也是業(yè)界最好的工藝之一。

　　例如，僅僅數(shù)年前，最大規(guī)模的FPGA器件也僅僅為數(shù)萬系統(tǒng)門，工作在40 MHz。過去的FPGA也相對較貴，當時最先進的FPGA器件大約要150美元。然而，今天具有最先進特性的FPGA可提供百萬門的邏輯容量、工作在300 MHz，成本低至不到10美元，并且還提供了更高水平的集成特性，如處理器和存儲器。

　　同樣重要的是，PLD現(xiàn)在有越來越多的智力產(chǎn)權(IP)核心庫的支持 - 用戶可利用這些預定義和預測試的軟件模塊在PLD內迅速實現(xiàn)系統(tǒng)功能。IP核心包括從復雜數(shù)字信號處理算法和存儲器控制器直到總線接口和成熟的軟件微處理器在內的一切。此類IP核心為客戶節(jié)約了大量時間和費用 - 否則，用戶可能需要數(shù)月的時間才能實現(xiàn)這些功能，而且還會進一步延遲產(chǎn)品推向市場的時間。