ADI收购了一家eFPGA公司，可重构芯片成为FPGA发展新风向？
电子发烧友网报道（文/吴子鹏）日前，Flex Logix在其官网发文称，该公司已将其技术资产出售给一家大型上市公司，其技术资产和技术团队已经被收购，并且现有的客户也已经得到处理。据悉，这家发起收购的上市公司是ADI。
图源：Flex Logix官网
对于收购Flex Logix，ADI 执行副总裁兼业务部总裁 Gregory Bryant在LinkedIn相关帖子中表示，“我很高兴欢迎Flex Logix的优秀团队加入ADI！这个团队是[eFPGA]技术的领导者，在我们继续引领智能边缘的征程中，他们与我们一起前进。Flex Logix的eFPGA技术（可将FPGA结构无缝集成到SoC和ASIC 中）是让我们能够构建差异化平台并帮助解决客户最大挑战的关键构建模块之一。”
Flex Logix是谁？
介绍资料显示，Flex Logix是一家总部位于美国的半导体初创公司，创立于2014年。Flex Logix公司创立的目标是助力打造具有行业竞争力的可重构芯片，为半导体和系统公司提供领先的eFPGA、DSP/SDR 和AI推理解决方案。
成立之初，Flex Logix主要提供IP解决方案，尤其是eFPGA的IP，借助这些IP，设计人员可以轻松地将FPGA嵌入到所设计的SoC中，打造成为具有可重构特性的芯片。2019年，Flex Logix宣布进军芯片行业，并推出了一个MAC引擎，支持eFPGA将矩阵分解成向量后进行操作。
随后，Flex Logix推出了号称是全球最快的推理芯片——InferX X1芯片。Flex Logix在拥有数个专利的业界领先的eFPGA互连技术上，结合上述提到的专为AI推理运算而优化的nnMAXtm乘加器（MAC）， 研发了InferXtm X1边缘推理芯片。
产品信息显示，InferX X1的推理体系结构针对边缘应用程序所需的低延迟操作进行了优化。它将众多一维张量处理器与可重新配置的高带宽，互连结合在一起。这使其有着极高的MAC利用率以及出众的能效比——只需要一颗x32的DRAM， 就可以达到8TOPS的算力。这款芯片可以支持语音、图像、视频等任何基于TensorFlow-Lite或ONNX的模型和算法，特别适用于大型的模型算法和实时识别。Flex Logix当时表示，InferX X1的推理性能是当时市面上主流芯片的10倍。
2020年10月，Flex Logix进一步完善了InferX X1，并推出了InferX X1P1 PCIe板。InferX X1P1板卡是一个半高、半长的PCIe板卡，其上搭载有单颗InferX X1芯片和单个LPDDR4x DRAM。另外还有一个nferX X1P4 板，与X1P1尺寸相同，但搭载4颗InferX X1芯片。
除了自己推出推理芯片和板卡，Flex Logix也曾和其他厂商合作过芯片。2022年7月，Flex Logix与全球领先的无线连接和智能传感技术及集成IP解决方案的授权许可厂商CEVA宣布成功推出世界上第一个集成CEVA-X2 DSP指令扩展接口的Flex Logix EFLX嵌入式FPGA (eFPGA)芯片产品。这款ASIC器件称为SOC2，支持灵活和可更改的指令集，以满足要求严苛且不断变化的处理工作负载。该产品由Bar-Ilan大学SoC实验室设计，并采用台积电16 nm技术流片。
不过，到2023年有外媒报道称，Flex Logix改变了其商业模式，从销售人工智能加速器芯片转变为授权DSP和人工智能AI加速IP，以集成到实施视觉算法的SoC中。在此过程中，InferX X2芯片在流片之前就停止了，最新的InferX 2.5版成为Flex Logix可授权的IP产品。如果采用台积电5nm工艺，InferX 2.5可实现5到6平方毫米芯片面积，并提供原生的INT16算力和DSP复数运算。
如今，回归到IP业务的Flex Logix选择了被并购的道路，已经成为ADI麾下的一员。
eFPGA的价值
无论是芯片还是IP，Flex Logix最为人熟知的还是eFPGA。 所谓的eFPGA，全称为嵌入式FPGA，顾名思义是将类似于FPGA的可编程逻辑阵列嵌入到ASIC或SoC中。
和ASIC相比，绝大多数的FPGA设计都无法达到同样的运行频率。但这其实是以己之短攻人所长，FPGA器件并不是以器件频率高而取胜，其优势在于通过极高的硬件并行处理能力、深度流水线、以及高位宽总线等方式，提高数据传输的效率，尤其适用于需要大数据并行的推理应用。
eFPGA的本质也是可编程逻辑器件，不过eFPGA去除了传统FPGA大量存在的IO资源。因此，和传统FPGA器件相比，eFPGA具有很多突出的优势。首先，eFPGA具有更高的性能，其带宽吞吐量不受IO限制，而是通过广泛的并行接口连接到SoC上，数据吞吐能力显著提升；其次，eFPGA具有更高的功效，由于去除了传统FPGA里较为耗电的IO，eFPGA能效水平显著提升；第三，eFPGA更具成本优势，传统FPGA的逻辑资源和接口资源都是固定的，客户只能挑选较为合适的FPGA产品，而eFPGA可以根据客户的需求自主定义资源容量，不仅灵活性更高且性价比凸显。
根据Achronix分享的数据，与独立的FPGA相比，该公司提供的Speedcore eFPGA能够带来90%成本降低，59%功耗降低，10倍带宽提升和90%延迟降低等优点。
因此，将eFPGA植入到SoC里，可以帮助SoC提高整体性能，并降低系统功耗。同时，更为重要的一点是，相较于ASIC较为窄的应用面，eFPGA的加入拓宽了SoC的应用范畴，让SoC具有了更高的灵活性，这就是可重构芯片的魅力。
eFPGA是可重构的理想方案
一般而言，eFPGA的开发流程与传统FPGA、ASIC或SoC的开发流程并无二致，总结起来都是逻辑综合、布局布线、时序优化等。而当SoC中有了eFPGA，就可以体现出很好的可重构优势。
对于可重构芯片的概念，大家都已经不陌生。将eFPGA嵌入到SoC之后，可以让SoC的使用更加灵活。比如，设计人员可以通过eFPGA作为GPIO资源，这个时候只需要很少的逻辑资源就可以丰富接口资源，这种方式并不担心板级硬件方案的变化。同时，和大量配置GPIO资源的PLD相比，有着很高的性价比优势。
eFPGA还可以作为SoC里面的协处理器，如上所述，高数据并行是FPGA的典型优势，因此可以帮助CPU处理器大数据，在英特尔和AMD公司的芯片都已经有具体的应用。同时，FPGA作为协处理器时，设计人员通过对FPGA进行特定程序算法优化，可以大大提高对特定应用程序的执行效率，同时还可以大大降低系统的功耗，并降低系统TCO。
eFPGA也可以是SoC里面单纯的加速器，在自动驾驶、5G、计算存储加速和人工智能等领域，eFPGA有着非常广阔的空间。Achronix此前指出，和传统FPGA不同，其他ASIC处理单元和eFPGA之间的互连功能也可以针对低延迟和高带宽进行优化，值得eFPGA作为加速器可以全面优化数据传输。
此外，eFPGA还有一个典型的应用就是作为协议栈，其灵活性可以让SoC支持更多的协议，这在今天的工业自动化领域是非常重要的一点。
当然，使用eFPGA也伴随着一些挑战。首先是制程兼容性，当前Achronix的Speedcore eFPGA IP可用于台积电的16FF+、16FFC、12FFC、7nm、5nm和3nm工艺技术节点，但并不是所有eFPGA都是全节点覆盖，这会给eFPGA的使用带来一些限制。其次是对于逻辑资源的判定，用户对于可重构芯片的定义是提供恰到好处的逻辑资源以提供自由使用，过多或过少都会出现一些问题。还有，eFPGA的本质还是FPGA，虽然当前FPGA工具已经足够强大，但是其应用门槛依然存在。
结语
根据贝哲斯咨询的预测数据，全球FPGA市场规模预计将从2023年的81亿美元增长到2028年的156亿美元。FPGA主要有三个产品类型：千万门级FPGA芯片、亿门级FPGA芯片以及嵌入式可编程器件，其中eFPGA便属于嵌入式可编程器件。eFPGA的优势在于灵活性，能够提供设计复用能力、在产品定型后修复错误或更改算法的能力。虽然整体FPGA市场仍然是“小而美”，不过eFPGA有望随着可重构芯片的发展，赋能更广泛的终端市场。
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