Spartan-II系列FPGA以低於十美元的價位,提供有十萬個以上的系統閘,是相當具有成本效益的PLD產品。Spartan-II延續有Virtex FPGA之各項功能,並包含了Virtex系列之所有特色,包括SelectI/O、BlockRAM、Distributed RAM、DLL等等,其時脈可高達200MHz。
PLD元件打入ASSP市場
以前由於PLD在密度、特性、效能及成本上無法和ASSP競爭,因此一直無法打入ASSP市場,但由於Spartan系列採用相當先進的製程技術,因此已經可以有效與ASSP競爭。這種技術讓Xilinx大幅縮小晶片體積,使產品的整體成本也隨之降低。由於製程技術的快速轉型,使Spartan系列產品能和ASIC及ASSP元件互相競爭,為PLD打開了許多全新的市場空間。
可程式化ASSP元件之優勢
像Spartan-II系列之類的可程式化ASSP元件,提供了許多優於單獨ASSP元件的優點,這些優點可大略分成下列幾類:
- ●具有可程式化ASSP的優異價值。
- ●可容許規格的變動。
- ●可進行測試及驗證。
- ●具有Xilinx Online之現場升級能力。
- ●解決獨立ASSP元件之開發難題。
可程式化ASSP的優異價值
ASSP是針對各種不同的應用產品而設計,因此很難百分之百滿足您的需求,但透過像Spartan-II FPGA之類的可程式化ASSP方案,您可以選擇最佳的功能組合,將電路設計最佳化,以達到最優異的成果。這樣設計出來的產品不但品質較佳,成本也較為低廉。
在所列舉的PCI設計範例中,Spartan XL PCI方案可有效將產品成本減半,同時還有多餘的空間,讓您可以在後端PCI介面加上額外的邏輯電路,例如DMA控制器、SDRAM控制器、FIFO等等。
可容許規格的變動
由於高利潤的誘因,ASSP廠商常常必須快速針對新市場開發新產品。但由於這些市場的規格標準經常變動,因此提高了ASSP產品的風險,但也因為這些因素,使Spartan-II在ASSP市場中具有許多商機,因為採用Spartan元件所開發的電路設計,可根據規格的變動進行升級,即使已經安裝的系統也可現場升級。
可進行測試與驗證
個別組裝的ASSP元件還有另一個問題,就是這些元件的表現有時難以預測。但如果使用Spartan-II FPGA之類的可程式化ASSP元件,要找出問題點就容易得多,因為這些元件採用成熟的FPGA技術架構,而且晶片本身經過預先驗證,具有性能上的保證。同時,由於可程式化ASSP元件可以重新燒錄,因此要修正任何問題都很容易。這個優點是獨立ASSP元件所難以望其項背的超值特色。
具有Xilinx Online之現場升級能力
Xilinx Online功能可以讓您透過網路新增硬體功能或修正錯誤,不需派工程師到現場實地維修,因此可大幅節約系統在整個生命期中的維修、支援成本。這種現場升級功能的價值如(圖四)所示。
解決獨立ASSP元件之開發難題
開發獨立式ASSP元件的廠商,必須在產品中預先設計許多功能,以滿足各種不同客戶的要求。目前ASSP廠商所面臨的障礙包括:
- ●選擇適當的ASSP:ASSP廠商必須選擇適當的市場區間。
- ●產品自訂化:ASSP廠商必須以單一產品成功滿足不同客戶的要求,是產品開發上的一大挑戰。
- ●開發成本與債務之償還:個別組裝的ASSP元件,其NRE與設計成本都相當高。隨著製程技術的轉移,這些成本還在不斷增加當中。
相較之下,Spartan-II元件並沒有這些限制,是相當具成本效益的可程式化ASSP方案。
Spartan-II替代ASSP價值
Spartan-II系列元件可替代三大類的ASSP元件或與之競爭,這三大類元件分別為:功能替代型ASSP、邏輯替代型ASSP及加值型ASSP。
功能替代型ASSP
表一列舉幾種「功能替代型ASSP」。這些功能都已經包含在Spartan-II FPGA元件中,完全不需要使用PLD的邏輯資源。而且有些Spartan-II元件的價位,與所取代的ASSP元件幾乎相同。
邏輯替代型ASSP
所謂「邏輯替代型ASSP」,就是指那些可利用Spartan-II晶片的邏輯資源搭配各種IP核心程式來替代的ASSP元件。
加值型ASSP
「加值型ASSP」可細分為以下兩類:
- ●採用Xilinx獨特架構的ASSP元件,例如Applied Telecom公司所生產的ATM IMA元件。可現場升級的ASSP與網路處理器也屬於此類。
- ●鎖定新興市場或未來市場的ASSP元件,例如PCI-X Master/Target控制器。
Spartan-II元件能妥善滿足以上三大類的ASSP需求,其中(表二)列舉出數種「加值型ASSP元件」。
結語
由於具備先進的功能以及低廉的成本,因此新推出的Spartan-II系列產品能取代許多標準的ASSP元件,雖然還不能完全取代ASSP的地位,但Spartan系列的確已打入許多原先被獨立ASSP元件所佔據的高產量、低成本應用市場。
(作者任職Xilinx公司策略應用部門經理)