新兴市场应用将为FPGA提供广阔的发展契机.doc

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1、新兴市场应用将为FPGA提供广阔的发展契机　　对于像AI、边缘计算、自动驾驶、工业图像识别等新兴的应用方案来说，FPGA具有灵活的可编程特点，可以快速实现并验证设计工程师所需要的解决方案。因此，我们看到这些新兴的热门应用领域都对FPGA青睐有加，反过来这也为FPGA提供了更为广阔的发展空间。　　新兴市场应用将为FPGA提供广阔的发展契机　　AI要做运算和算法，设计师可以先通过AI开源平台做训练，训练完的模型再通过一些工具移植到FPGA，这样就变成门槛比较低的设计方式了。FPGA本身的架构对于逻辑推理、低延迟的

2、运算是非常有帮助的，AI应用为FPGA带来了发展契机，同时FPGA也会加速AI的应用发展。　　除了AI，边缘计算也对FPGA有巨大的需求。我们对云服务器都比较熟悉了，谷歌、微软和阿里云等大型数据中心都在使用高性能、高密度的FPGA。然而，IoT和自动驾驶对边缘计算也有很大的需求。如果所有网络节点都通过云端服务器处理数据，不但网络带宽难以应付，云端服务器也很难提供实时的决策，这就要求很多信息直接在边缘终端就地处理。此外，边缘计算还需要满足低功耗、低成本及小面积等要求，而便于配置各种IO接口的FPGA就可以完美地

3、解决这些问题。　　理想的MCU+FPGA架构　　虽然FPGA十分灵活，并行运算能力强，其软核也很方便使用，而新兴应用对计算能力和数据管理能力的要求越来越高，这就促使FPGA设计师开始构思将处理器与FPGA完美结合的架构，两者结合可有效提升整体性能。INTEL收购Altera的背后动机其实就是CPU+FPGA的美好愿望。这种强强联合的架构瞄准的是数据中心等高端应用，而中低端嵌入式市场应用更为广泛。那么什么样的架构才能满足这类需求呢？　　现今嵌入式应用已无处不在，从智能手机到USB充电器，从工业机器人到电动玩具，

4、以ARM为代表的MCU已经无孔不入。如果在FPGA中嵌入MCU，再加上一些存储器和外设接口，这样的理想架构就可以兼具强大的处理能力和灵活的逻辑编程特性，这不就是AI和边缘计算等新兴应用所需要的超级引擎吗？　　在FPGA内部集成MCU、DSP、SERDES等模块，不但可提高集成度，也可为系统设计师节省板上空间。该种集成方案已经抢占了不少传统DSP/SERDES的市场，相信接下来也会蚕食传统MCU市场。　　这种内嵌MCU的FPGASoC系统，其实就是利用FPGA可编程的优势，将用户在不同应用场景所需要的非固定接口

5、与外设，由中低密度FPGA可编程逻辑单元来编程实现，配置成特定内嵌CPU的设备，直接将CPU数据处理功能集成进微型化低密度FPGA，从而极大地拓展了FPGA芯片系统化应用的深度和广度。　　国产首款内嵌MCU的非易失性FPGASoC　　国产FPGA开发商高云半导体最近推出一款集成MCU的FPGASoC产品GW1NS-2，内嵌了ARMCortex-M3、分布式RAM、BRAM、用户Flash、USB2.0PHY、MIPID-PHY，以及12bits/16MHzADC等功能模块。作为高云半导体首款FPGA-SoC器

6、件，GW1NS-2以ARMCortex-M3硬核处理器为核心，具备了实现系统功能所需要的最小内存。其内嵌的FPGA逻辑模块单元方便灵活，可实现多种外设控制功能，能提供出色的计算能力和异常系统响应中断功能，具有高性能、低功耗、使用灵活、瞬时启动、低成本、非易失性、高安全性、封装类型丰富等特点。　　　　图一：GW1NS的内部模块结构图（资料