Altera推出SoC FPGA，叫板Xilinx Zynq

Altera公司产品和企业市场副总裁 Vince Hu先生

FPGA业界双雄Xilinx和Altera之间的激烈竞争近十几年来几乎没有停止过，而最近有愈演愈烈之态势。近日，Altera宣布推出它将其28nm Cylone V和Arria VFPGA产品与ARM Cortex A9 MPcore集成于一体的产品SoC FPGA，命名为Cylone V和Arria V SoC FPGA。熟悉FPGA行业的人马上会联想到Xilinx的Zynq，这两个产品系列是如此相像！Zynq-7000是Xilinx于2011年3月推出的一个可扩展处理器平台，同样是基于28nm，将Xilinx的7系列FPGA与ARM Cortex A9 MPcore集成在一个芯片上，只不过命名不一样。于是将两者放在一起进行从头到脚的比较，成为大家最感兴趣的话题。Altera 公司产品和企业市场副总裁Vince Hu向媒体详细介绍了Altera这款SoC FPGA特点和特性，当然也针对两个公司两种类似方案的比较做了具体的解释。

Altera的SoC FPGA系列

Altera的Cyclone V和Arria V SoC FPGA的处理器系统采用了双核800 MHz ARM Cortex-A9 MPCore处理器，同时具有NEON媒体处理引擎、单精度/双精度浮点单元、L1和L2高速缓存、ECC保护存储器控制器、ECC保护高速暂存存储器，以及多种常用外设。处理器系统的峰值性能达到4,000 DMIPS，而功耗不到1.8瓦。处理器系统和FPGA架构独立供电，能够以任意顺序配置和启动。工作起来后，可以根据需要关断FPGA部分，以降低系统功耗。

通过大吞吐量数据通路实现ARM Cortex-A9 MPCore处理器系统和FPGA的互联，峰值带宽超过125-Gbps，数据的连续性也很好。

Altera的SoC FPGA系列

Cyclone V和Arria V SoC FPGA基于低功耗28-nm工艺(28LP)。这些系列具有分别工作在5-Gbps和10-Gbps的嵌入式收发器。FPGA架构包括精度可调DSP模块，以及三个ECC保护存储器控制器。Altera的Cyclone V SoC FPGA具有110K逻辑单元(LE)，系统功耗和成本是业界最低的，器件性能水平非常适合大批量应用，包括下一代芯片工业驱动器、高级辅助驾驶以及视频监控等。对于中端应用，Arria V SoC FPGA在成本和性能上达到均衡，总功耗也是最低的。器件具有460K LE，适合满足对性能要求较高的应用，包括，远程射频前端、LTE基站和多功能打印机等。

此次和SoC FPGA一并发布的，还有一个被Altera称之为虚拟目标的开发环境，这是一个和Synopsys合作开发的FPGA开发环境，利用了Synopsys成熟的虚拟原型开发解决方案。它可以对SoC FPGA功能环境进行仿真，虚拟目标与SoC FPGA电路板二进制和寄存器兼容，功能等价。在拿到真正的硅片之前，开发人员就可以在此虚拟目标上进行开发，并在拿到硅片后将代码移植到实际电路板上即可。虚拟目标支持Linux和VxWorks，并在主要ARM辅助系统开发工具的帮助下，嵌入式软件工程师利用虚拟目标，使用熟悉的工具来开发应用软件，最大限度的重新使用已有代码，提高开发效率。据Vince Hu称，一个客户实际的应用表明，工程师调试时间从原来的三到四周缩减到现在的一周。

与Xilinx Zynq比较

通过与Xilinx Zynq-7000可扩展处理平台比较，两个解决方案相同之处还是很多：

• 都采用了双核800 MHz ARM Cortex-A9 MPCore处理器；

• 都具有NEON媒体处理引擎、单精度/双精度浮点单元；

• L1和L2高速缓存；

• 集成的收发器最高速率都在10Gbps左右；

• 可编程的DSP；

• 都支持PCIexpress Gen2*4和Gen2*8;

• 面向的应用也一样，都是工业、汽车辅助驾驶和视频监控等中高端应用；

• 批量售价都从15美金起。

不同之处主要在以下几个方面：

• 两者采用的制造工艺是最大的不同，Xilinx统一采用TSMC HPL工艺，而Altera针对高中低端分别采用HP和LP工艺；

• FPGA与ARM核通过AXI的互联带宽，Xilinx Zynq为100Gbps，Altera SoC FPGA高一些125Gbps;

• FPGA的逻辑单元密度Zynq最大为235K LE，Altera SoC FPGA为460K LE；

• Altera 存储器控制器具备ECC功能，而Xilinx没特别指出是否具备此功能；

• 供货时间上，Xilinx将于2012年上半年推出工程样片，而Altera则在2012年第四季度推出样片。

由以上的比较可看出，两者解决方案的确是大同小异，因Xilinx推出产品时间在先，可以说Xilinx是FPGA与ARM核集成的先行者。对这一点，Vince Hu并不否认，因为大家都看到了市场对这类高性能的方案的需求正在增加，看出FPGA与ARM核集成的大趋势。FPGA的硬件可编程能力与CPU的软件可编程能力相结合，可为市场提供更多样化的选择。Vince称，我们虽然不是首先推出这个方案，并不表明我们的方案不会得到市场的认可，Altera非常有信心能够赢得市场，在全球市场上超越Xilinx不是问题。Vince如此积极的论断在半导体业内发言人里还是很少见的，听之真是令人兴奋。说实话，我们还是非常希望这两家FPGA巨头继续“明争暗斗”下去，正是因为他们不断推进技术的进步，客户才能获得越来越出色的解决方案。