FPGA应用助力中国3G发展

作者：张翀，通信世界网        

    【编者按】3G牌照发放之后，三大运营商在全力建设3G网络的同时，着手推广3G业务和服务。由此，在中国，3G引发了整个通信产业链条的躁动，但3G影响的不仅仅是通信圈内，更是引发了包括PC、视频服务，以及诸多的行业应用的连锁反应，3G带来的应用让业界再次看到了一个巨大的、无以预测的商机。

    “3G影响”系列访谈，通过通信世界网记者对电信运营商、设备提供商、内容服务商以及与之相关的各类企业、专家的采访，全面反映3G给整个产业带来的深度影响。

    据业内调查机构分析报告显示，在2009年FPGA（现场可编程门阵列）技术取代ASIC （专用集成电路）的趋势愈加明显，而由于受到金融危机的影响，企业在选择系统开发时往往会更多关注FPGA技术应用。据分析，ASIC初创设计公司的数量在今年将减少22%，而目前ASIC初创设计公司和FPGA初创设计公司的比例为30：1。

    据记者了解，FPGA是在硅片或者平台架构上通过软件的编程改变来完成许多种不同的功能，可以应用于通信领域、音视频、医疗、工业控制、国防、航天等各个不同领域。

    FPGA时代即将到来

        赛灵思亚太区销售与市场副总裁杨飞向记者表示，ASIC芯片在过去十年时间里产量已经下降一半，而其传统的商业模式也正在接受着严峻的挑战，目前FPGA革命性技术正在逐步取代传统ASIC芯片的地位，同时也在取代着一些标准器件。

       杨飞进一步指出，ASIC芯片的商业模式已经逐渐无法适应目前多变复杂的市场需求，其原因主要有三点。首先，传统ASIC芯片在开发时面临着10-100万美金不等的前期投入，而前期投入风险则需要客户与ASIC芯片厂商共同承担，而在金融危机的背景下，客户对于新产品的研发投入更加谨慎。

        第二，ASIC芯片在前期投入资金后还需要在未来10-15个月的时间内进行研发，同时还需要不断注入资金，以保证研发的正常进行。不过由于目前ASIC研发周期较长，在这段时间内市场对于系统的要求如果发生改变，那么对于ASIC开发商前期的投入成本将付之东流。

        第三，由于目前我国处于3G网络建设初期，运营商对设备商在通信系统的数据上要求较多，并且时常会根据实际情况变化来对系统侧有更新的要求，这也就要求设备商的系统具备灵活多变的特点。而ASIC芯片硬件设计一旦确定，则很难根据需求进行更改。

        据悉，FPGA芯片所具备的优点恰恰能够弥补目前ASIC芯片所暴露出来的不足。首先FPGA是一个半成品器件，客户可以根据自身要求自行开发，企业应用FPGA不存在前期研发成本的投入；其次，客户利用FPGA器件自行开发可以根据其自身需求来制定开发时间，并且极大的缩短了传统芯片开发周期，有利于客户应对新变化的市场需求；第三，FPGA芯片的硬件结构变化是通过软件来实现，这也就可以根据客户与市场的需求变化来改变FPGA硬件结构来实现。

        杨飞表示，对于设备商客户而言使用FPGA芯片有几大好处，第一是研发成本下降，第二是备货简单化，降低了供应链压力，第三是集成度功耗也大大降低，所以对设备商来讲或者产品制造商来讲，FPGA是一个很好的解决方案。

    FPGA芯片应用助力3G发展

        据了解，通信行业一直以来是赛灵思公司发展的重点，而目前有超过40%业务比重来自于通信行业。今年是我国的3G元年，运营商的3G投资与建设正在如火如荼的展开，目前国内几大TD设备商均与赛灵思有合作关系，利用FPGA工具开发TD系统。

        据杨飞介绍，在3G部署与建设初期，运营商往往会根据现场实际情况对系统侧数据进行变更，因此要求系统芯片具备灵活性就比较重要。同时由于3G乃至未来LTE网络数据传输量很大，同时也要求芯片具有很强的数据处理能力来满足需求。传统的DSP芯片对于高数据量处理目前已出现颓势，而FPGA平台是通过硬件来带动DSP算法，能够满足未来LTE运营商对于高数据传输与处理的需求。

        赛灵思此前发布了40nm的Virtex®-6FPGA产品平台，据了解该平台目前主要应用在3G无线领域以及3G/4G多模平台，而其芯片密度比上一代Virtex®-5增加一倍以上，由原来的330个逻辑单元，增加到760个逻辑单元，同时Virtex®-6平台I/O数据输出量也提高近一倍，完全可以满足未来移动通信数据处理要求。

        据杨飞介绍，Virtex®-6平台另一项突出特点就是在功耗方面比过去降低一半，这对于很多设备商而言也是很关键的参数，因为运营商电能开销是日常支出的很大一部分，而芯片的功耗降低对于设备的整体功耗降低有很大的帮助。