“改变”，是奥巴马在2008年参加美国大选时提出的竞选口号；其实，同样的主题也适用于2010年的FPGA产业。赛灵思公司，这家全球最大的FPGA企业，在2010年推出新一代“7系列”产品时，把原有的Virtex和Sparten两种架构改变为统一的架构，增强了系统设计的可移植性；同样是在2010年，赛灵思与ARM公司合作推出面向嵌入式系统开发的可扩展式处理平台，将传统的以FPGA为主的模式改为以处理器为主，在提高系统效率的同时也降低了设计难度。

低功耗催生新应用

自从FPGA向ASIC和ASSP发起挑战开始，FPGA厂商总是不厌其烦地宣传他们的产品在性能、灵活性方面的优势，但功耗一直是FPGA的短板。相对较高的功耗不仅阻碍了FPGA继续蚕食ASIC和ASSP的传统领地，而且也使得FPGA的强势领域(如通信基础设施)成本下降的空间有限。

在消费领域，功耗预算会限制视频分辨率的提高和集成图形处理特性，而功耗预算又是由可用电池使用寿命来决定的。消费者家中使用的电器越来越多，会造成城市用电负荷上升，这就催生了新的法规，要求电器制造商必须大幅降低功耗。同时，用电成本也在上升，导致其成为设备运营的主要支出，这一点在大型基础设施系统中尤为突出，在有线通信系统中，用电成本占运营支出多达四成。

7系列问世之后，FPGA功耗得到进一步降低，已经具备了向ASSP“叫板”的实力。从赛灵思的产品规划来看，其功耗最低的Artix-7产品瞄准了便携式超声波设备和高端数码相机应用，这使得FPGA的应用领域得以拓展。

增强可移植性

7系列FPGA是和28纳米工艺相伴而生的。尽管7系列的3个子系列Artix-7、Kintex-7和Virtex-7在功耗、性价比和性能方面各具优势，但这3种器件都采用了相同的架构，将逻辑单元、Block BRAM、DSP切片等以不同比例进行组合，并针对各种最终产品要求进行了优化。如果说，对低功耗的追求是在若干个“点”上实现市场领域的突破的话，那么，统一架构则是把“点”连成了“线”。

统一架构为FPGA产品提供了可扩展性，同时也将提高系统设计的生产率，这使得赛灵思的客户和合作伙伴不需要对每代产品进行IP和方案的重新设计，从而能够充分利用多种不同器件和产品系列的IP和设计。统一架构简化了3种最新FPGA系列之间的移植工作，使得现有设计或IP模块转向更小型或更大型器件的过程中，可以最大限度地减少重新编码、重新仿真以及故障修复的工作量。在3个子系列之间，任意一款的设计都可以很轻易地转移到另一款的开发之中，高、中、低端产品设计之间也可以很方便地转换。

7系列FPGA采用了TSMC(台积电)的28纳米高性能低功耗工艺，不过，工艺仅是总体性能和功耗平衡取舍的一个方面。功耗与性能与众不同的出色表现则依赖于各种架构创新，并且需要审慎地为每个子系列选择晶体管。赛灵思28纳米产品的价值优势在于不同产品系列采用通用的可扩展架构，而且通过增强型软件工具提供了ASIC级的功能，从而可满足成本和功耗预算需求。

FPGA甘当“配角”

今年上半年热播的美剧《太平洋战争》把人们带回到60多年前那个血腥厮杀的战场，不熟悉军事历史的人可能未必知道，正是在太平洋战争中，以舰载机攻击敌方舰队取代了战列舰的对攻成为海军的主要作战模式。

赛灵思与ARM公司合作推出的可扩展式处理平台与此颇有异曲同工之处。尽管舰艇在海洋的进攻作战中不再扮演主角，但军舰与战斗机的组合极大地扩展了战斗机的作战半径，提升了整个舰队的战斗力。“以处理器为主、以FPGA为辅”的架构也使FPGA从“主角”变成了“配角”，但是，这种全新架构将大幅拓展其在嵌入式领域的应用范围。在可扩展式处理平台中，FPGA实际上起到了硬件加速器的作用，由FPGA来分担或加速大量代码或复杂算法的处理工作，将大幅提高系统效率，可编程逻辑能够使用通用IP和定制IP将关键的系统功能速度提升达100倍之多。与此同时，FPGA开发者可以直接享用ARM生态系统的成果，只要符合AMBA AXI-4总线规则的IP都可以在这个平台上使用。至此，借助与ARM的合作，赛灵思在嵌入式领域的市场开拓上更进一步，完成了由“线”向“面”的延伸。

赛灵思可扩展式处理平台架构的另一个优势是软硬件设计可以并行，设计是以软件为核心，这就极大地降低了设计门槛，这在设计方式上也是一个根本性的转变。此外，嵌入式软件开发人员也可以从繁重的硬件开发工作中解放出来，从而能充分掌控开发流程。