作者:丛秋波

　　FPGA和CPLD正在向高速、高密度、低功耗、低成本的趋势发展，并以这种优势进入原来固定结构定制芯片所服务的大批量、低成本应用市场中。有关专家预测，由于掩膜成本持续居高不下，估计有超过60％的ASIC设计至少要进行一次以上的重制，从而导致产品面市推迟、成本预算超支。今后FPGA将会在100万门至500万门范围的设计应用中占主导地位，将替代传统的ASIC以实现复杂的设计功能。
　　伴随着电子系统性能复杂性的不断提高和半导体的制造工艺技术的提升，FPGA在规模、速度、价格和低功耗方面都得到了极大的改善。FPGA供应商也已经从技术跟随者的角色转变为率先采用领先器件技术的创新者，但低成本问题仍然是FPGA厂商今后关注的一个技术焦点，如何提供一个替代ASIC的最佳解决方案，如何大大缩小ASIC和FPGA之间的每逻辑门成本差距，仍是各FPGA厂商角逐的技术战场。

　　结构化ASIC
　　HardCopy II系列是Altera第三代结构化ASIC方案，是建立在Altera成功的前两代结构化ASIC（0.18mm HardCopy APEX器件和0.13mm HardCopy Stratix器件）基础上。由于采用了独特的FPGA前端设计方法，使每百万ASIC逻辑门价格低至15美元。据Altera公司亚太区产品营销经理Eric Lam介绍，HardCopy II结构化ASIC比其FPGA原型成本降低10％，功耗下降50％以上，而系统性能超过了350MHz。
　　Eric Lam说，与传统的ASIC相比，HardCopy II结构化ASIC系列为系统开发提供了低风险、低成本的方法。这种优势来自于采用了高性能、高密度Stratix II FPGA原型，在无缝移植到引脚兼容、功能等效的HardCopy II结构化ASIC之前，即可进行系统内设计测试。这样，实现了更低的总体开发成本、缩短了产品面市时间、提高了产品灵活性。此外，由Altera的HardCopy设计中心进行设计移植处理，用户设计人员可将主要精力放在创新上，而不必再去考虑如何降低现有设计成本，这也正是传统的ASIC和ASSP所做不到的。
　　据了解，HardCopy II器件实现了最大220万ASIC逻辑门、880万比特RAM和超过350MHz的系统性能。Altera认为，HardCopy II系列价格、密度和性能优势将扩展Altera在有线/无线通信、存储、数字消费、工业和军事领域的市场份额，这些市场也是Altera结构化ASIC方案成功应用的领域。与此同时，Altera推出的Quartus II软件4.2版本，可使设计人员对其HardCopy II进行原型设计，在转向产品时，直接进行印刷电路板布板，Altera独特的无缝移植工艺可保证实现对FPGA的真正置入式替代。

　　EasyPath  FPGA
　　多年来，Xilinx公司的可编程逻辑技术始终扮演着“ASIC替代者”的角色。Xilinx早在Spartan-3系列中就采用了90nm、300mm工艺技术，使得100万门器件的价格低于20美元以下。
　　Xilinx公司在2004年末推出新一代EasyPath  FPGA解决方案，据Xilinx称，这是目前FPGA业界成本最低、也是惟一可以免转换就能替代ASIC产品进行批量生产的解决方案。EasyPath解决方案通过使用半导体业界普遍采用的冗余技术标准和专利的测试技术，提供了独特的设计灵活性优势，可提供可编程LUT和I/O来实现ECO修改，每个EasyPath器件可实现两种设计。将FPGA的成本降低了80%。用户可以在短短的8周之内，不需要进行任何转换和使功能一致化，就可以实现Xilinx FPGA向最低器件成本的过渡，以用于大批量生产。EasyPath器件的可靠性和质量与相应的FPGA一致，测试覆盖性能优于结构化ASIC。与ASIC方法不同的是，EasyPath FPGA具有业界最低的非重复性工程成本(NRE)费用，不需要任何附加的设计和再鉴定成本、IP或工具投资，没有隐性成本。此外， Xilinx新一代EasyPath解决方案支持的器件数量几乎是原来的3倍，共有4个性能丰富的FPGA系列（Spartan-3、Virtex-II 、 Virtex-II Pro 和Virtex-4）、6种硅芯片平台和28种器件可供选择，同时它还可以获得广泛的设计工具以及硬IP和软IP核的支持。

　　扩展的EasyPath产品系列所支持的Xilinx Spartan-3和Virtex-4平台 FPGA，3万逻辑单元起价为每单元12.95美元，是同等结构化ASIC产品价格的一半。
　　Xilinx认为，结构化ASIC的不灵活会带来订货和库存风险。即使一个结构化ASIC设计进行得非常完美，但目标市场也会发生变化，或者标准会更新。在这种情况下，库存和NRE成本就被浪费了。另一方面，PFGA可容易地进行重新编程来适应新的要求，或者FPGA库存可以重新应用于另一个项目。因为FPGA是可重新编程的，并且可以利用ChipScope进行实时调试。因此，FPGA设计时间大大缩短了。

　　内建Flash的FPGA
　　针对降低成本的压力，Actel公司也推出第三代以Flash为基础的可编程逻辑方案。Actel称，名为ProASIC3和ProASIC3E的系列产品主要面向消费、汽车及其它成本敏感的应用领域。全新的单芯片ProASIC3器件起