FPGA作为一种高新的技术,已经逐渐普及到了各行各业,无论是消费类、
通信类、
电子行业,它的身影都无处不在。从1985年第一颗FPGA诞生至今,FPGA已经历了将近20多个年头,从当初的几百个门
电路到现在的几百万门、几千万门等等,从原来的上千元的天价到现在几元的超低价,可谓是出现了翻天覆地的变化。所以当前正是学习FPGA的最好时机,无论是社会的需求也好,还是技术的成熟度也好,已经达到了前所未有的高度,我们可以花更少的成本,并以最快的速度掌握一种新的前沿技术,这对我们的未来发展将会是非常大的帮助。FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上一步一步发展起来的。PAL是与阵列可编程或阵列固定,它的缺点是:采用熔丝工艺,只能一次编程,并且它的输出是固定的,不能编程;也就是说芯片一旦选定,输出结构将不可改变。GAL是在PAL的基础上发展起来的,可以重复编程。与PAL的最大区别是:输出结构可以由用户自己定义。但它结构简单,I/O数目有限。CPLD是在GAL的基础上发展起来的。它主要由输入输出控制单元、宏单元和互连矩阵等组成。随着电子市场对功能要求的不断提高,CPLD越来越不能满足市场的需求。它最大只有512个宏单元,大部分是组合逻辑,难以实现复杂的时序逻辑设计,并且功耗很大。随着工艺的发展,FPGA登上了历史舞台并成为主角,它内部资源丰富,不管是时序逻辑还是组合逻辑都很多。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
据市场调研公司GartnerDataquest预测,2010年FPGA和其它可编程逻辑器件(PLD)市场将从2005年的32亿美元增长到67亿美元,未来还将有不断往上增长的趋势。FPGA及PLD产业发展的最大机遇是替代ASIC和专用标准产品(ASSP),由ASIC和ASSP构成的数字逻辑市场规模大约为350亿美元。由于用户可以迅速对PLD进行编程,按照需求实现特殊功能,与ASIC和ASSP相比,PLD在灵活性、开发成本以及产品及时面市方面更具优势,所以未来FPGA将会是一个非常有前景的行业。FPGA由于其结构的特殊性,可以重复编程,开发周期较短,越来越受人们的青睐,它的特点也更接近ASIC,ASIC比FPGA最大的优势是低成本,但是FPGA的价格现在也是越来越低,例如:Actel的Nano系列更是打破了FPGA的价格屏障,提供超过50种低于1美金的FPGA,在一定程度上已经可以与ASIC相抗衡。根据当前发展的趋势,未来的FPGA势必将会取代一部分ASIC的市场,虽然根据摩尔定律,每18至24个月能在相同的单位面积内多挤入一倍的晶体管数,这意味着电路成本每18至24个月就可以减半,但这只是指裸晶的成本,并不表示整个芯片的成本减半,这是由于晶圆制造更前端的掩膜成本、晶圆制造更后端的封装成本、人力成本等都不会随摩尔定律而变化,反而芯片的成本有上升的趋势,所以过去许多中、小用量的芯片无法用先进的工艺来生产,对此不是持续使用旧工艺来生产,就是必须改用FPGA芯片来生产。因此,未来的趋势告诉我们,FPGA将成为21世纪最重要的高科技产业之一,特别是国内的FPGA市场,更是一个“未开垦的处女地”,抓住现在的机遇意味着为我们将来的产品提供更多的竞争力。
虽然FPGA市场很广阔,但是FPGA的技术人员是极度地缺乏,FPGA还未得到高校的重视,很多学校都未开FPGA的课程,导致学生毕业后连什么是FPGA,什么是Verilog都不知道,失去了很多就业的机会。由此可见在应届毕业生中熟练掌握FPGA的学生属于稀缺资源,而且企业为培养FPGA开发工程师无不付出沉重的代价,所以对于在校电类专业的学生来说,这就是打造个人差异化竞争力的机会,事实上只要掌握FPGA就能够找到一份薪水更好的工作。我们公司每次在考核员工时往往都会特别关注这些“特殊员工”的情况,一般来说这些员工的工作都会比其它岗位高500元,这就是学习FPGA的优势,但是很多人不曾完全意识到掌握FPGA技术的重要性。当前受金融危机的影响,对学生的就业更是巨大的考验,据教育部的统计,2008年,全国普通高校毕业生达559万人,比2007年增加64万人,2009年高校毕业生规模达到611万人,比2008年增加52万人,如此多的大学生面临着就业的问题,如果不具备一定的技能,将会淹没在大学生的潮流之中而找不到理想的工作,但是学习FPGA可以帮助学生多一技之长,大大提高了就业的机会。
大家都知道,以前IC
半导体产业一直是国内比较薄弱的产业,与国外的发展步伐相比还差甚远,我们所用的IC大部分都来自欧美地区,国内拥有自主产品的IC技术不多,大多数需要引进国外先进的IC设计技术,但是自2000年以来,中国大陆的IC设计企业如雨后春笋般迅速涌现,企业数量5年增加了4倍多,2005年已经达到500多家,销售收入过亿元人民币的设计企业达到17家,其中两家超过5亿元。所以IC设计也是未来发展的一个重点方向,将会是国家大力扶持的产业之一,而IC的设计人员所必须掌握的就是FPGA技术,在芯片流片之前都是通过FPGA来进行前期的设计验证,用的语言也是FPGA的设计语言,只是在后端的设计中才用到IC设计的特定技术,所以IC设计人员必定是懂得FPGA设计的人,掌握FPGA的技术是通往IC设计殿堂的必经之路,学习FPGA有助于给我们更大的技术扩展空间。
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