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国产FPGA芯片该如何选择?
发布日期:2024-02-05 10:56     点击次数:154

自1985年以来,Xilinx的创始人之一Ross Freeman发明后,国外厂商占据了全球90%的FPGA市场,主要是这四家公司:Xilinx、AlteraLatticeMicrosemi。由于FPGA芯片行业技术壁垒较高,中国从逆向设计到自主研发,不断探索FPGA技术,涉及军工、市场广阔的工业和民用领域。

在中国不断探索FPGA技术的背景下,中国出现了一些主流的FPGA制造商,其产品已应用于通信、工业、军工、消费电子等领域。

一、国产FPGA

1、安路科技(上海)

安路科技成立于2011年,是一家专注于FPGA芯片研发和销售的公司。公司拥有一支技术精湛、追求创新的研发团队,研发人员毕业于国内外知名大学。主要业务包括现场可编程逻辑器件芯片(FPGA)研发和销售软件工具的配套开发。

具有FPGA芯片硬件和FPGA编译软件的自主研发能力,具有多项专利和技术突破。

主要产品:

SALPHOENIX应用于工业控制、通信接入、显示控制等高性能产品系列。

SALEAGLE高效产品系列用于通信设备、工业显示屏、智能手机、物联网设备。

SALELF应用于视频电子、消费电子、低功耗产品系列RISC-V。

SALSWIFTFPGA系统芯片系列 FPSoC,应用于视频处理、高速接口、DDR、PCIE、通信设备。

官网:https://www.anlogic.com/

开发软件:TangDynasty  https://www.anlogic.com/product/software/1.html

2、紫光同创(深圳)

深圳紫光同创电子有限公司专业从事可编程系统平台芯片及其配套EDA开发工具的研发和销售,致力于为客户提供完善的具有自主知识产权的可编程逻辑器件平台和系统解决方案。

主要产品:

(1)Titan-2系列

支持SERDES高速接口的先进成熟工艺,PCIe Gen3、DDR3/4等高性能模块和接口为客户提供高性能的可编程解决方案,可广泛应用于通信、图像视频处理、数据分析、网络信息安全、仪器仪表等行业。

(2)Titan-2系列

支持SERDES高速接口的先进成熟工艺,PCIe Gen3、DDR3/4等高性能模块和接口为客户提供高性能的可编程解决方案,可广泛应用于通信、图像视频处理、数据分析、网络信息安全、仪器仪表等行业。

(3)Logos-2系列

逻辑单元规模覆盖25K-200K,采用先进成熟的工艺,提供丰富的片上资源和高性能接口,支持高速SERDES、PCIe Gen2、与前一代相比,DDR3的性能提高了50%,功耗降低了40%。适用于大批量、低功耗、高性能的应用需求,广泛应用于通信、视频图像处理、工业控制、医疗、消费电子等领域。

(4)Logos系列

Logos系列FPGA采用先进成熟的技术和全新的LUT5结构、DSPADC、Serdes、DDR3等丰富的电影资源和IO接口,功耗低,成本低,功能丰富,为客户提供成本效益高的解决方案,广泛应用于工业控制、通信、消费等领域,是客户批量、成本敏感项目的理想选择。

(5)Compa系列

CPLD产品采用成熟的工艺和独立的产权系统结构,满足低功耗、低成本、小尺寸的设计要求,适用于系统配置、接口扩展和桥接、板级电源管理、上电顺序管理、传感器集成等应用需求,广泛应用于通信、消费电子、无人机、工业控制等领域。

官网:https://www.pangomicro.com/

开发软件:Pango Design Suite https://www.pangomicro.com/support/License-pds/index.html

3、高云半导体(广州)

广东高云半导体科技有限公司成立于2014年,是一家专业从事现场可编程逻辑器件的公司(FPGA)国内FPGA高新技术公司致力于为客户提供芯片、EDA开发软件、IP、从开发板到整体系统解决方案的一站式服务。经过多年的积累,高云半导体在整个生态链中拥有核心自主知识,如FPGA芯片架构、SOC芯片设计、FPGA集成EDA开发环境、FPGA通用解决方案等,以及国内外发明专利。

2015年第一季度,公司大规模生产了国内首款产业化55nm技术400万门的中密度FPGA芯片,德州仪器并开放EDA开发软件下载;2016年第一季度,中国首款55nm嵌入式Flash成功推出 SRAM非易失FPGA芯片;2017年实现FPGA芯片的大规模出货;2019年,发布国内首款FPGA车规芯片,实现大规模生产。

主要产品:

(1)晨熙家族

采用55nm SRAM工艺,内部资源丰富,性能高 DSP 资源,高速 LVDS 接口丰富 B-SRAM 存储器资源,这些嵌入式资源与精简资源相匹配 FPGA 架构以及 55nm 工艺使 GW2A 系列 FPGA 产品适用于高速低成本的应用。

(2)蜜蜂家族

采用55nm嵌入式闪存技术,具有低功耗、低成本、瞬时启动和高安全性的可编辑逻辑器件。其中,GW1NS系列是一款嵌入式SoC产品 ARM Cortex-M3硬核处理器。

(3)Arora Ⅴ

基于 22nm 先进技术的可编辑逻辑器件,内部资源丰富,结构新颖,支持性强 AI 高性能的运算 DSP ,高速 LVDS 接口丰富 BSRAM 存储器资源,同时,集成自主研发 DDR3、支持各种协议 12.5Gbps SERDES(GW5AT-138 支持),为低功耗、高性能、兼容性设计等应用场合提供多种管脚封装形式。

官网:

http://www.gowinsemi.com.cn/

开发软件:云源软件

http://www.gowinsemi.com.cn/faq.aspx#1

4、智多晶(Xi安)

西安智多晶微电子有限公司成立于2012年,总部设在西安,北京设有EDA软件研究中心。专注于可编程逻辑电路设备技术的研发,为系统制造商提供集成度高、性价比高的可编程逻辑设备、可编程逻辑设备IP核心、相关软件设计工具和系统解决方案。赋能行业,“核心”是智多晶的未来愿景。团队致力于充分发挥FPGA在LED驱动、视频监控、图像处理、工业控制、4G/5G通信网络、数据中心等行业的解决方案优势,以市场和客户为导向,帮助合作伙伴提升核心竞争力。

55nm已经实现、密度FPGA在40nm工艺中量产,并推出了内嵌Flash、截至2018年,SDRAM等集成方案产品已批量发货2KK片。

主要产品:

(1)Seagull 1000 系列

644采用0.162um生产工艺、128、可选256阵列规模。

(2)Sealion 2000系列

采用55nm生产工艺,5K、7K、12K、可选择25K等逻辑资源。

(3)Seal 5000系列

采用28nm铜CMOS工艺,有30K~325K逻辑单元资源可选。

官网:

http://www.isilicontek.com/

开发软件:

http://www.isilicontek.com/page52type=dev_env

5、复旦微(上海)

复旦微是中国领先的FPGA技术公司之一,其产品线包括数千万门级FPGA芯片、数亿门级FPGA芯片和嵌入式可编程设备(PSoC)三个系列。其中,复旦微亿门级FPGA芯片以28nm工艺为基础,采用行业内最先进的CMOS工艺,是中国最早成功开发的1亿门级FPGA芯片之一,已实现量产销售。FPGA芯片不仅性能优异,而且功耗低,可靠性高,广泛应用于通信、工业控制、医疗等领域。

官网:https://www.fmsh.com/

开发软件:procise

6、京微齐力(北京)

京威齐力(北京)科技有限公司在北京经济技术开发区注册,总部位于亦庄,中关村有研发中心;在上海、深圳、青岛、武汉等地有技术支持、市场销售和研发团队。京威齐力是中国第一家进入独立研发、大规模生产、批量销售通用FPGA芯片和新一代异构可编程计算芯片的企业之一。

公司拥有独立完整的自主知识产权,涵盖FPGA核心设计、SOC架构设计、芯片开发、EDA软件开发、IP开发与集成等全栈技术领域。

(1)HME-R(河)系列

逻辑容量约为1~3K,主要用于手持或其他移动便携式终端和设备等低功耗应用领域。

(2)HME – M7(华山)系列

M7(华山)系列产品集成了主流ARM Cortex-通过使用FPGA,M3内核和高性能FPGA的智能芯片、CPU、SRAM、ASIC、Flash和模拟单元等功能模块集成在单芯片上,M7可以满足“可定制、可重构、可编程”的设计需求,实现FPGA的SOC化。

(3)HME – P(飞马)系列

TSMC用于P1 40nm 逻辑容量近60K的CMOS工艺。该系列产品采用了全新的LUT 6架构和32路全时钟网络,运行速度可达700mHz。此外,针对高速大容量市场的应用需求,P1还整合了高速Serdes接口,最高可达6.5 G,1333Mbps 硬核DDR2/3控制器、硬核PCIE接口和36*18DSP处理器。

(4)HME-H1D03(大力神)系列

HME-H1 FPGA是高性能FPGA的集成、增强MCU和MIPI接口的智能视频桥接设备。可支持2K UHD及以上实时高分辨率、高带宽的移动接口摄像头和显示器,可广泛应用于手机、平板电脑、可穿戴、VR、AR、无人机、智能家居等市场。

官网:

http://www.hercules-micro.com/

开发软件:FX – 福曦软件

http://www.hercules-micro.com/product/primace.html

二、国产替代品

若需考虑国产FPGA替代方案,则需考虑多种因素。

首先要考虑当前使用的Xilinx/intel 与FPGA芯片匹配的型号,如工艺工艺、逻辑资源、功耗、性能、IO接口数等,Xilinx的最新生产工艺为16nm,目前国产FPGA采用28nm生产工艺。

其次要考虑兼容性、稳定性和可靠性,要结合产品的实际使用情况,如工作温度要求等。

最后,考虑国内FPGA开发工具和文件,以及提供的IP库资源,比较成本性能和供应信息。