今年,系統工程師將有機會去嘗試許多違背傳統定制芯片概念的IC開發平臺。盡管它們的方法千差萬別,但具有一個共同目標:戰勝可編程邏輯器件。

已經出現或即將出現的例子包括:一批新的掩模可編程結構化ASIC、一種混合式FPGA/ASIC 架構、一種可重配置的計算架構以及一種高速可編程結構。每種方案的倡議者都承諾其產品將大幅削減開發成本,滿足更短的上市時間要求,并提供更高的速度和更低的單片成本。

除了新興公司和ASIC公司對更靈活的架構感興趣之外,一些專用標準產品(ASSP)供應商也正在設法使他們的產品具有更強的可配置性。2004年1月,ARM 公司曾出價逾1,300萬美元收購Triscend公司,后者制造包含可配置邏輯模塊的微控制器。但幾周后,一家未透露名字的公司抬高了投標價格,迫使ARM放棄交易。看來,為了獲得可編程能力,有些公司愿意傾其所有。

以前,許多競爭者嘗試對抗可編程邏輯器件都失敗了,但今天的挑戰者變得更實際。例如,提供結構化ASIC的公司主要想替代高端的FPGA。新興公司則表示,他們試圖切入的是少數其技術能大放異彩的關鍵市場。

“FPGA 目前絕對處于巔峰期,”開發高速FPGA替代產品的MathStar公司行銷副總裁Dean Westman表示,“但它面臨一些無法回避的基礎問題。”

這些問題包括:更大的面積開銷、速度限制、成本及功耗。但這些缺陷并不是新的,而且也沒有阻止數以千計的客戶購買可編程邏輯器件來創建原型,或者用于大批量銷售的電子設備中。那么,壓力轉移到那些想挑戰可編程邏輯器件的供應商身上。首先,他們必須示范一種更好的方法,它既要提供那樣的靈活性,又要避免種種性能上的折衷。同樣重要的是,他們必須創造出一種足以支撐生存并能培育客戶忠誠度的商業模式。

可編程邏輯器件公司不會讓他們輕易得逞。憑借他們敏銳的競爭意識、廣泛的用戶群、使用領先制造工藝的能力以及豐厚的利潤率,Xilinx和Altera等公司不可能給對手留下可乘之機,相反,他們正迅速推出新的可編程邏輯平臺。

今年,Xilinx承諾要提高其低成本的Spartan 3器件的產量,因為它相信在早期階段將出現供不應求的狀況。在高端產品方面,該公司正準備供應它的ASMBL架構,該架構經調整后可用于特定應用,同時又保持了足夠的廣泛性,可供許多客戶采用。

與此同時,Altera表示,2004年將是該公司推出新產品最活躍的年份之一。今年初,該公司發布了高端的Stratix II,3月份又發布了一種新的CPLD架構。該公司還承諾將推出其低成本的Cyclone產品線的后續產品。

考慮到可編程邏輯供應商二十年來一直采用沒有多大變化的技術制造新產品,當前的活躍就顯得引人注目。批評家可能會說該技術急需革新,但正是這種連貫性使PLD供應商得以建立起如此強大的用戶基礎。

對未來的競爭者而言,這是一場艱苦的戰斗。首先,PLD供應商經過多年積累已經建立起一個龐大的專利庫,這為那些試圖創建自有可編程結構的公司制造了障礙。Xilinx或Altera等公司已經交叉授權各自的專利,如果他們發現任何剽竊的跡象,一定會提起訴訟。不過,迄今為止,那些已經開發了自有可編程邏輯架構的公司似乎都處于業界領導廠商的防范線之外。

令可編程邏輯供應商得意的是有那么多的工程師懂得如何使用他們的軟件工具。這是他們的主要優勢之一,也是一項難以攻克的優勢:回朔到可編程邏輯興起的早期,那時許多芯片巨頭試圖進入該市場但都以失敗告終。競爭者們現在能否打破僵局仍是個未知數。

“90年代早期,大家很快明白,與可編程邏輯業務相伴的包括非常大的軟件投資,而大多數公司不懂軟件,因此他們嘗試采用第三方軟件,”Altera公司資深行銷副總裁Erik Cleage表示,“但是那些軟件不能達到我們投資研發軟件時所設定的標準。”

對PLD制造商來說,形勢可能還不錯,但沒有公司敢于自滿。Altera與Xilinx實際上依然是激烈的競爭對手。Xilinx的領先地位要歸功于Virtex和Spartan產品線的成功,但Altera已經進行重組,并推出了一大批新器件,如Stratix 和Cyclone。

雖然很難發現直接的競爭者,但PLD供應商仍然是一個顯眼的目標。隨著可編程邏輯的興起,門陣列市場逐漸萎縮。在目睹這種形勢后,ASIC公司已經努力降低開發費用,以吸引小批量的用戶。ChipExpress、Lightspeed、Synplicity和TeraSystems等四家公司已經攜手組成結構化ASIC 聯盟,旨在推廣帶有宏及知識產權(IP)的掩模可編程芯片。

LSI Logic公司的RapidChip正是這樣的一個平臺,其目標是替代某些高端FPGA。甚至連它的開發工具看上去都和FPGA工具一樣。LSI Logic相信,借助熟悉的軟件及恰當的硅平臺組合,這非常適合于特定的客戶,他們需要比FPGA更便宜、更快并能夠以中低批量出貨的產品。

“FPGA的局限在于每項功能的成本很高,其次是復雜性,然后是功耗。”LSI Logic的技術行銷副總裁Ronnie Vasishta表示,“FPGA已經證明在快速構建原型和一些級別的驗證方面具有價值,但許多人相信它并不是適合大批量出貨的產品。”

雖然新興公司已經開發出可編程結構,但由于經濟低迷和缺乏風險投資,他們的競爭力已經有所減弱。那些存活下來的公司也沒有構成真正的威脅,因為他們只能服務于某一細分市場,或者他們偏離主流方向太遠。“它們能解決的問題如此有限,而設計又那么困難,因此無法成為主流的解決方案,”Altera的Cleage說。

作者:趙子龍