全球FPGA市場近年來一直都處于非常穩(wěn)定的競爭態(tài)勢，不過這種狀態(tài)可能很快就要被一家叫做Agate Logic的中國公司打破了。有鑒于中國市場的快速發(fā)展、FPGA本身在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的獨特作用、中國政府的大力支持，并憑借完全自主自主知識產(chǎn)權(quán)的APGA (Adaptable Programmable Gate Array，靈活可編程門陣列) 以及由此帶來的CSoC技術(shù)，這家企業(yè)相信，他們將會在FPGA市場上大有作為。
中國第一家
中國半導(dǎo)體消費市場近年來一直都保持著較高的增長速度，雖然在金融危機的打壓下，這種增長在2008年稍顯疲態(tài)，然而與整個大環(huán)境不太一致的是，F(xiàn)PGA市場依然生機勃勃。“中國FPGA市場規(guī)模已經(jīng)達到25億元，‘十一五’期間該市場仍將保持年均30%以上的增長。中國尤其是位于北京的許多重要研究部門急需也長期需要FPGA用于國家安全和重點應(yīng)用，比如航天航空，信息安全，知識產(chǎn)品保護等。”Agate Logic公司高級營銷經(jīng)理蔣偉斌表示。
正是在上述這樣的外界條件下，Agate Logic應(yīng)運而生。據(jù)介紹，這家總部位于清華科技創(chuàng)業(yè)園的初創(chuàng)公司成立于2005年7月，主要依托于清華大學(xué)科技園孵化器和創(chuàng)投資本。雖然成立只有短短三年時間，但是卻已經(jīng)在北京、上海和美國硅谷等地都設(shè)立了研發(fā)和銷售中心，員工總數(shù)達到80余人，其中研發(fā)與技術(shù)人員占到75%以上。 “我們是中國第一家FPGA供應(yīng)商。也是全球唯一家提供全套自主知識產(chǎn)權(quán)FPGA和EDA工具的可編程邏輯產(chǎn)品供應(yīng)商。”蔣偉斌表示。
內(nèi)嵌硬核的FPGA
簡單地說，Agate Logic所謂的APGA就是一種融合了兩種技術(shù)的可編程邏輯產(chǎn)品——它將FPGA和MPGA(掩模可編程邏輯器件)/ASIC技術(shù)結(jié)合在一起，從而令工程師在利用到可編程特性的同時還能獲得可重構(gòu)上的優(yōu)勢。
“許多客戶目前都有將8051等MCU內(nèi)核同F(xiàn)PGA集成在一起的需求。”來自Agate Logic的FAE經(jīng)理王岳解釋，“不過由于各種原因，大部分客戶仍然采用FPGA+MCU兩顆芯片的方式來滿足這種需求。今天，借助APGA技術(shù)我們終于能夠在單顆芯片上實現(xiàn)這一點——在Agate Logic的芯片中集成了高性能8051內(nèi)核和FPGA邏輯，并通過靈活的互連資源將兩者的優(yōu)勢結(jié)合在一起。”
王岳稱，Agate Logic的產(chǎn)品主要有三個賣點：首先，無論是FPGA還是MPGA，目前在售的產(chǎn)品大都是出自美國供應(yīng)商，其他國家可商用的該類產(chǎn)品幾乎沒有。“以Xilinx和Altera為首的四大美國FPGA廠商占據(jù)了全球份額的99%，但是在需要的時候，許多中小客戶卻不能及時得到他們的支持。”他說，“作為一家本土廠商，我們能夠給予客戶這樣的貼身關(guān)懷。”其次，與有市場上FPGA廠商只專注于芯片本身，而應(yīng)用廠商則潛心于應(yīng)用，與此不同的是，Agate Logic的定位比較模糊。“可以說我們是介于兩者之間。而且在應(yīng)用上我們還有清華大學(xué)”最后，一般的FPGA只有高端產(chǎn)品才會集成MCU內(nèi)核，中低端產(chǎn)品用戶并不能享受到這一技術(shù)帶來的便利。“我們不僅能夠幫助他們在單芯片上集成包括FPGA、MPGA、MCU、DSP以及其他IP在內(nèi)的各種內(nèi)核，除了減少PCB板尺寸外，還將省去電磁兼容等問題，而后者對于軍工應(yīng)用來說至關(guān)重要。”
王岳表示，可以將APGA看成一個包含了嵌入式軟/硬核的FPGA。事實上，這正是其CSoC(Configurable System on Chip)技術(shù)的基礎(chǔ)。顧名思義，CSoC就是由處理器、存儲器以及I/O接口組成的可重構(gòu)片上系統(tǒng)。蔣偉斌稱，借助APGA芯片以及Agate Logic提供的Primace開發(fā)工具，客戶可以利用第三方IP和工具來實現(xiàn)其自己的CSoC方案。
正如蔣偉斌所言：“我們的目標不僅僅是盯住目前的FPGA/CPLD 市場，還會緊盯DSP、MCU，依靠APGA技術(shù)幫助客戶實現(xiàn)SoC。”
更低成本、更快速度
采用Agate Logic的產(chǎn)品能夠為客戶帶來哪些好處？蔣偉斌表示：“和競爭對手比，我們可以以較低的成本、快速幫助客戶擁有自己的ASIC芯片。”
“Agate Logic的APGA芯片可以幫助用戶有效克服IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的困難。”蔣偉斌說，首先，客戶能夠擁有極低的NRE (開發(fā)初始費)，而且無最小訂貨量限制。其次，傳統(tǒng)的ASI或者ASSP需要1年或以上的開發(fā)周期，而采用APGA可以在幾周內(nèi)可擁有自己的ASIC或ASSP芯片，從而大大加快產(chǎn)品的上市時間。最后，如果客戶端訂貨量增加, APGA的MP產(chǎn)品也能夠幫助客戶大幅降低成本、功耗，提高性能和可靠性。“總之，系統(tǒng)設(shè)計者能獲得一個滿足各種應(yīng)用的需求，且和ASIC/ASSP價格相當(dāng)、性能滿足要求的可配置邏輯方案。”
以中低端為基礎(chǔ)，向高端進軍
Agate Logic三年的耕耘已經(jīng)結(jié)出碩果。除了有多個產(chǎn)品推出外，目前也已經(jīng)有客戶推出基于AFPGA的終端產(chǎn)品。此外，在產(chǎn)品路景圖上Agate Logic也有了長遠的打算。
蔣偉斌介紹，Agate Logic目前已經(jīng)推出AG1F4、AG1F4N、AG1F1系列、FP+MP系列等多個產(chǎn)品。其中前兩者擁有4096個4-input FPGA 邏輯單元、內(nèi)嵌4Mb Flash、帶有72Kb (8x9Kb)可配置DPRAM和2個PLL，核電壓1.2V，可編程I/O電壓支持LVCMOS/LVTTL 3.3V，支持2 mA/4 mA/8 mA/12 mA/16 mA驅(qū)動電流。而AG1F1則擁有1024個4-input FPGA 邏輯單元、內(nèi)嵌8位高性能工業(yè)級MCU和1Mbit OTP、帶有18Kb (2X9Kb) 可配置DPRAM和1個PLL，核電壓1.2V，可編程I/O電壓支持LVCMOS/LVTTL 3.3V/2.5V/1.8V，并提供5V 輸入電壓 tolerance，支持2 mA/4 mA/8 mA/12 mA/16 mA驅(qū)動電流。而FP+MP系列則同時提供16k FPGA和16K MPGA 邏輯單元，是一款高靈活性和低成本的理想解決方案，除了內(nèi)嵌高性能8051、提供多協(xié)議可配置的IO以及4個獨立的PLL外，還提供576bits快速雙端口DPRAM+56KBytes 內(nèi)嵌式RAM。
已經(jīng)有不少客戶采用了Agate Logic的產(chǎn)品用于產(chǎn)品升級或換型。在蔣偉斌出具的應(yīng)用案例中，原先采用的Altera、Xilinx、Lattice、Actel等廠商的FPGA都被Agate Logic的產(chǎn)品所替代。而其中的應(yīng)用也囊括了步進電機控制、LCD驅(qū)動控制、數(shù)據(jù)傳輸、LED控制卡、微型打印機以及其他工業(yè)應(yīng)用。
可以看出，Agate Logic目前所針對的市場還主要是中低端應(yīng)用。不過該公司已經(jīng)在積極的向高端市場進軍。2009年7月，該公司并購了美國CSwitch公司，蔣偉斌稱，這將會幫助他們進入光通信等高端FPGA應(yīng)用領(lǐng)域。