FPGA可應用的領域非常廣泛,例如航太科技、車用電子、消費性電子產品、視訊影像、工業醫藥、量測、有線及無線通訊等領域之高效能應用方案。另外市面上之新興應用也為數眾多,而FPGA正非常適合用於這些可因應需求進行快速設計的產品上。
目前市面上有頗多以FPGA 結合LVDS I/O的產品,NS亞太區介面部門市場經理尹俊民表示,FPGA搭配LVDS I/O的優點是,可使提高晶片內部的整合度,降低pinout以縮小PCB板的空間。而所需要的元件可直接向單一廠商一次購足(One Stop Shopping),這是因為在FPGA上使用LVDS I/O可以向單一供應商取得所需之所有元件,可省去分別向不同廠商購買之困擾。另外,已經應用於產品上之IP可以重複使用於不同的產品上。而功耗也可減少,因為電源供應於單一晶片之中,不需要分別供電給FPGA與LVDS元件,因此可以達到更省電之效果。
然而FPGA搭配LVDS I/O也有諸多缺點。例如訊號完整性降低,噪訊也會提高,如此一來將影響類比訊號之輸出表現。而其I/O介面對於ESD的保護性也較為不足,訊號所遭遇之問題也較難克服,由於使用了LVDS I/O介面,因此若元件損壞修復或更換之費用比起未使用LVDS I/O介面之FPGA也較為昂貴。
正因為FPGA結合了LVDS I/O之後容易產生如上所述之缺點,因此NS提出三種作法,採用將LVDS獨立於FPGA外,而非整合於FPGA之中的方式,以LVDS Buffer、Bus LVDS及SerDes等方式解決這些問題。這些解決方式搭配FPGA將可協助客戶解決前述之問題。
例如FPGA整合了LVDS I/O之後容易增加ESD干擾問題,此時只要搭配FPGA Buffer就可以改善ESD的保護能力,也可以加強FPGA的訊號驅動能力。而客戶若以SerDes搭配較低價之FPGA,其效能也可媲美高階FPGA,如此一來客戶可以更低之價格獲得更高之FPGA效能,達到節省成本之目的。而在除錯與降低噪訊方面,這些方案也能提供客戶更好的問題解決方法。
客戶如果已經使用高階FPGA搭配LVDS I/O,此時更可搭配Bus LVDS Transceiver,可以透過點對點的方式改善FPGA I/O的驅動能力。Buffer Chip補強FPGA之驅動能力後,可讓傳輸的線路更長。或降低PCB板之routing問題,減低噪訊。
尹俊民指出,NS所提供的FPGA解決方案能夠降低成本,單一3.3V的供電可解決FPGA供電設計複雜的問題,並降低I/O的電源供應設計難度降低。更低pinout讓PCB板上的routing也能更加簡易,其Buffer晶片也可解決routing所造成之噪訊問題。另外在加強訊號之完整性與增強驅動能力方面之能力也更為提升。NS藉由其在類比領域所累積的豐富經驗,在推出一系列FPGA解決方案之後,其客戶在FPGA產品的開發上將更具競爭力。