Vivado加速可编程系统集成与实现，FPGA市场或将迎来新发展

Vivado加速可编程系统集成与实现，FPGA市场或将迎来新发展
（至芯科技 www.zxopen.com）

随着FPGA技术广泛渗透于不同的行业应用，FPGA市场快速发展，尤其是在消费电子等“非传统”FPGA应用市场，随着产品换代周期不断缩短，产品上市压力日益加大，可编程平台解决方案开始备受青睐。与此同时，随着半导体技术不断进步，FPGA性能不断增强，而设计也变得更加复杂。为帮助设计人员应对挑战，快速实现可编程设计应用，FPGA设计工具也需要加速创新。在今年Globalpress eSummit 2012会议期间，赛灵思公司(Xilinx)正式对外发布了新一代以 IP及系统为中心的集成设计环境——Vivado设计套件，以满足用户对提升生产力、缩短产品上市时间，以及超越可编程逻辑，实现可编程系统集成等方面的要求。业界预测，此工具的出台或将为FPGA市场带来新的发展契机。
“Vivado工具套件是面向未来十年‘All Programmable’器件而精心打造， 致力于加速其设计生产力。”赛灵思公司可编程平台开发高级副总裁Victor Peng在其主题演讲中介绍，“All Programmable ”是全面的可编程的系统级器件，从可编程逻辑到可编程系统集成，它将使设计团队不仅能够为他们的设计编程定制逻辑，而且还可以基于ARM和赛灵思处理子系统、算法和I/O进行编程。

“未来‘All Programmable’器件要比可编程逻辑设计更多，它们将是可编程的系统集成，投入的芯片越来越少，而集成的系统功能却越来越多。”Victor在接受本刊专访时表示，“在利用‘All Programmable’器件创建系统的时候，设计者所面临的是一套全新的集成和实现设计生产力的瓶颈问题。”其中，集成的瓶颈包括，集成算法C和寄存器传输级(RTL)的IP；混合了DSP、嵌入式、连接和逻辑域；验证模块和“系统”，以及设计和IP的重用等。而实现的瓶颈则包括，芯片规划和分层；多领域和大量的物理优化；多元的“设计”与“时序”收敛；和后期的ECO和设计变更的连锁效应。


为了解决可编程系统集成和实现方面的瓶颈，使用户能够充分利用‘All Programmable’器件的系统集成能力，赛灵思从2008年开始付诸行动，历经四年的开发和一年的试用版本测试，并通过其早期试用计划开始向客户推出全新的Vivado设计套件。“Vivado设计套件突破了可编程系统集成度和实现速度两方面的重大瓶颈，将设计生产力提高到同类竞争开发环境的4倍。”Victor进一步解释到，该工具不仅能加速可编程逻辑和I/O的设计速度，而且还可提高可编程系统的集成度和实现速度，让器件能够集成 3D堆叠硅片互连技术、ARM处理系统、模拟混合信号(AMS)和绝大部分半导体IP核。


在提高集成度方面，Vivado IDE采用了用于快速综合和验证C语言算法IP的ESL设计、实现重用的标准算法和RTL IP封装技术、标准IP封装和各类系统构建块的系统集成、可将仿真速度提高3倍的模块和系统验证功能，以及可将性能提升百倍以上的硬件协同仿真功能。


今天，几乎所有的IC设计都要采用IP，赛灵思采用业界标准，提供专门便于IP开发、集成和存档/维护的工具。在赛灵思Vivado设计套件中，赛灵思开发了IP封装器、IP集成器和可扩展IP目录三种全新的IP功能。“这些都有助于我们生态系统合作伙伴中的IP厂商和客户快速构建IP，提高设计生产力。”Victor谈到，“目前已有20多家厂商提供支持该最新套件的IP。


在提高实现速度方面，Vivado工具采用层次化器件编辑器和布局规划器、速度提升了3至15倍，且为SystemVerilog提供业界领先支持的逻辑综合工具、速度提升了4倍且确定性更高的布局布线引擎、以及通过分析技术可最小化时序、线长、路由拥堵等多个变量的“成本”函数。此外，增量式流程能让工程变更通知单(ECO)的任何修改只需对设计的一小部分进行重新实现就能快速处理，同时确保性能不受影响。最后，Vivado工具通过利用最新共享的可扩展数据模型，能够估算设计流程各个阶段的功耗、时序和占用面积，从而达到预先分析，进而优化自动化时钟门等集成功能。

与其它FPGA工具相比，Vivado设计套件能够以更快的速度、更优异的质量完成各种规模的设计。



“在过去15年时间里，EDA技术取得了长足的发展。我们是从头开始开发Vivado这套工具的，所以我们能够在套件中采用最先进的EDA技术和标准，让其具有很强的前瞻性。”Victor表示：“Vivado设计套件不仅显著提升当今设计的生产力，而且能够轻松实现升级扩展，应对20纳米芯片及更小工艺技术所带来的容量和设计复杂性挑战。”


Victor强调，赛灵思开发Vivado设计套件的目的是为客户提供一种具有完整系统可编程功能的新型工具套件。“为帮助客户顺利过渡到Vivado设计套件的使用，赛灵思将继续为采用7系列及更早期的赛灵思FPGA技术的客户提供ISE支持。”他说到，“今后Vivado设计套件将成为赛灵思的旗舰设计环境，支持所有7系列器件及赛灵思未来器件。”


据悉，Vivado设计套件2012.1版本现已作为早期试用计划的一部分推出。今夏早些时候公开发布2012.2版本，晚些还将推出WebPACK。目前采用ISE设计套件版本的客户将免费获得最新Vivado设计套件版本和IDS。赛灵思将继续为针对7系列及早期产品设计的客户提供ISE设计套件支持。