Panda侃技術(shù)，聊一聊國(guó)產(chǎn)FPGA

                                                                          作者;Hello,Panda

偷點(diǎn)閑，扯點(diǎn)國(guó)產(chǎn)FPGA的事兒，僅個(gè)人見(jiàn)解，一家之言。

從熊貓君入行起，所知的FPGA就只有Xilinx、Altera和Lattice三大家，偶爾能聽(tīng)到actel的名字，便不知有其他，無(wú)論國(guó)產(chǎn)了。后來(lái)慢慢的隨著知識(shí)的增長(zhǎng)，了解到還有Microsemi（有基于RISC-V指令集的SoC）、QuickLogic、Atmel、Avago、Cypress、Achronix等企業(yè)，無(wú)疑，以上都是美國(guó)公司，其中，Xilinx和Altera經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的老大老二爭(zhēng)奪戰(zhàn)終于在Intel收購(gòu)Altera結(jié)束，Xilinx一家登頂，傲視群雄。經(jīng)過(guò)一些列的重組兼并和破產(chǎn)倒閉，全球玩家能排的上號(hào)的也就只剩下Xilinx、Altera、Microsemi和Lattice了，其中Microsemi還繼承了老宇航和老軍工的底子，Lattice主打差異特定應(yīng)用；至于QuickLogic、Achronix之類的小廠商，基本上是舉步維艱，淪落到靠賣IP為生的地步。從專利技術(shù)角度講，Xilinx和Altera擁有10000+的核心專利，強(qiáng)大的專利壁壘牢不可破，國(guó)產(chǎn)FPGA想要技術(shù)突圍困難重重，只能是沿路追趕，就是想收購(gòu)都不行，紫光收購(gòu)Lattice案直接被川普先生否決了。

到2015年，熊貓君第一次真正接觸使用了第一片國(guó)產(chǎn)FPGA，京微雅格的“華山”系列：大概6K多的LUT，集成了一個(gè)Cortex-M3的ARM硬核，內(nèi)部有Block RAM和SRAM，好像SRAM只能被Logic和M3核對(duì)半分，時(shí)間太長(zhǎng)了記不清了。器件集成了常用DDR控制器、USB2.0/Ethernet/CAN/ADC/UART/IIC/SPI這些常用的外設(shè)接口，但是FPGA的I/O資源較弱，差分信號(hào)記得好像只支持LVDS。咱實(shí)話實(shí)說(shuō)，對(duì)這個(gè)片子，熊貓君沒(méi)有對(duì)功能和性能一項(xiàng)一項(xiàng)的驗(yàn)證過(guò)，大略的感覺(jué)還是可以的，弄得好的話，在中低端領(lǐng)域還有一定的發(fā)力本錢的。不過(guò)說(shuō)實(shí)在的，給的那個(gè)開(kāi)發(fā)工具實(shí)在不好用，國(guó)產(chǎn)大毛病，無(wú)論是界面友好還是綜合、布局布線的性能，都處于萌芽狀態(tài)，EDA軟件，國(guó)產(chǎn)當(dāng)自強(qiáng)。這個(gè)器件后來(lái)放棄了，聽(tīng)說(shuō)京微雅格出現(xiàn)嚴(yán)重財(cái)務(wù)問(wèn)題了。

第二家是深圳國(guó)微，怎么說(shuō)呢，在國(guó)產(chǎn)里面，器件也算還行吧，有個(gè)缺點(diǎn)是不帶片上仿真[有大神糾正，可以用chipscope，特定版本的ISE裝補(bǔ)丁]，不知道現(xiàn)在最新版的是否改進(jìn)，前一陣子搜索了一下，發(fā)現(xiàn)深圳國(guó)微被紫光國(guó)微收購(gòu)成為旗下子公司，然后又派生出了紫光同創(chuàng)，現(xiàn)在已經(jīng)傻傻分不清楚到底啥關(guān)系了。深圳國(guó)微照樣存在EDA軟件硬傷，要使用三個(gè)開(kāi)發(fā)工具才能生成Bit文件，也是非常的不方便。前一陣子調(diào)研一個(gè)項(xiàng)目，登錄了紫光同創(chuàng)的官網(wǎng)看了看，從介紹上有高端的Titan系列（帶6Gbps Serdes）、中端的Logos系列和低端的Compact系列（替代CPLD的），I/O支持得也還不錯(cuò)，MIPI、LVDS、TMDS等常用的差分接口都能行。另外還有開(kāi)發(fā)套件Pango Design Suite，沒(méi)用過(guò)，不知道體驗(yàn)如何，黑金用Logos系列的PGL22G做了塊開(kāi)發(fā)板，不到一千塊，感興趣的可以買來(lái)玩玩兒，分享分享體驗(yàn)[這里絕對(duì)不是打廣告,不認(rèn)識(shí)黑金的人]。

第三家是上海復(fù)旦微電子，他們經(jīng)常去國(guó)防、航天類的企業(yè)去宣講，宣講稱推出了超大規(guī)模的FPGA，型號(hào)是7K325T，對(duì)標(biāo)Xilinx的XC7K325T，近期還推出了直接對(duì)標(biāo)Xilinx XC7V690T的器件了，據(jù)稱是具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)業(yè)內(nèi)水平最高的一家了。比較有意思的是，上海復(fù)旦微電子的器件直接可以用Xilinx的Vivado套件直接編譯。器件也好，開(kāi)發(fā)平臺(tái)也好，咱沒(méi)有細(xì)細(xì)比照過(guò)，也不清楚是和Xilinx的器件略有不同還是完全相同，沒(méi)有發(fā)言權(quán)。

第四家是廣州高云，他們家主要有兩個(gè)代的產(chǎn)品，名字起得挺好聽(tīng)，叫做“晨曦”和“小蜜蜂”，都是基于LUT4的，有DSP資源，支持LVDS/LVPECLE差分電平；“小蜜蜂”是他家的第二代產(chǎn)品，針對(duì)應(yīng)用集成了一些特殊的資源，也算是SoC吧，有集成Cortex-M3內(nèi)核、閃存、ADC和USB2.0 PHY等資源的，都沒(méi)有Serdes資源，個(gè)人認(rèn)為吧，目前還算是比較弱小吧，綜合性能還趕不上當(dāng)年的京微雅格。另外，他家的器件在低溫時(shí)還有問(wèn)題，不知道現(xiàn)在修復(fù)沒(méi)有。至于EDA軟件呢，他家提供了一個(gè)叫做“高云云元軟件”的套件，綜合用的是SynplifyPro，下載用Gowin Programmer 。

另外還有一家上海安路（anlogic），跟高云的產(chǎn)品性能和定位都很類似，他家有個(gè)叫“TangDynasty(TD)”的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，界面跟早期的Quartus很類似。近兩年來(lái)，上海的AGM作為一匹黑馬，在低成本消費(fèi)領(lǐng)域也有不錯(cuò)的表現(xiàn)，有持續(xù)出貨，而且出貨量還很可觀，表現(xiàn)不俗，值得點(diǎn)贊！

其他家，其他家涵蓋一些大型的研究所的器件，他們滿足特殊領(lǐng)域的自用。還有一些比以上四家起步還要晚一些，感興趣的可以在網(wǎng)上搜一搜了解了解。

總之呢，FPGA屬于一個(gè)高大上的行業(yè)，國(guó)產(chǎn)才剛剛起步，主要存在以下巨大的發(fā)展瓶頸：

（1）專利壁壘：美國(guó)幾乎持有所有的FPGA核心專利；

（2）人才問(wèn)題：核心的EDA工具，特別是布局布線的算法高級(jí)人才幾乎沒(méi)有；

（3）生態(tài)環(huán)境：當(dāng)前基本都是Xilinx和Altera等的生態(tài)，后進(jìn)者從頭切入談何容易，IP資源圈、開(kāi)發(fā)資源圈都得通通從頭建起。

最后呢，Panda君希望國(guó)產(chǎn)FPGA能夠慢慢強(qiáng)大起來(lái)，特別是貿(mào)易戰(zhàn)以來(lái)美國(guó)啟動(dòng)新一輪技術(shù)封鎖，咱自己沒(méi)有的領(lǐng)域還真的硬不起來(lái)。呼吁研究者們堅(jiān)持正向研究，真正做到潛心技術(shù)，迎頭趕上；呼吁開(kāi)發(fā)者們，在滿足可用的基礎(chǔ)上支持國(guó)產(chǎn)器件，共建生態(tài)圈，也算是讓技術(shù)有回報(bào)；呼吁管理者們加大支持，營(yíng)造更好的營(yíng)商環(huán)境，引進(jìn)和培養(yǎng)更多的相關(guān)人才。

祝越來(lái)越好！