从祥云走向高端，国产FPGA挑大梁

       提起FPGA大多数用户首先想到的是国际巨头Xilinx和Altera，它们在全球的市场份额高达90%，而中国市场在他们的整体营收中也占有浓重的一笔。FPGA的应用范围几乎可以覆盖所有的逻辑电路应用市场，在并行计算与后期可配置方面的优势使得其在数据中心与软件定义应用等方面越来越受到重视，从英特尔对Altera收购中可以看出其重要性。

       既然FPGA有着如此广泛的应用，国产FPGA在其中起着什么样的角色？能否在关键时刻挑起国产化的大梁？笔者在京微雅格“云”系列产品发布会上看到了曙光，京微雅格多年来布局了“山”“河”“云”“星”四个产品系列，正在从低端一步步向中高端市场迈进，发布会现场笔者见到了云系列的第一颗芯片-- CME-C1（祥云）。



从云系列开始走向高端
       作为国产FPGA厂商，京微雅格比国际厂商起步晚，技术专利远远少于国际厂商，从0到1的过程就付出了巨大的努力，在市场竞争过程中自然不占优势，早期的“河”系列和“山”系列面向的是中低端市场，经过多年的积累已经得到了很多用户的认可，但是用户需求在不断提升，产品也要不断进步，尽管研发很难也要跟上市场发展的脚步，如今推出的云系列正是面向高端市场。那么，云系列的进步在体现在哪里？

       京微雅格市场副总裁王海力介绍，“CME-C1采用了TSMC 40nm CMOS工艺，逻辑容量从30K—200K不等。该系列产品使用了全新的LUT 6架构和32路全时钟网络，运行速度可达到700MHz。此外，针对高速大容量市场的应用需求，CME-C1还整合了高速Serdes接口，最高可达 6.5 G，1333Mbps 的硬核DDR2/3控制器和硬核PCIe接口以及36*18的DSP处理器。”

       “虽然这款产品采用的是40nm工艺，但是CME-C1丰富的I/O接口支持保证了产品应用的高灵活性，256位AES加解密流、1024位Efuse保护功能保障了产品的高可靠性。这些功能， 使CME-C1在关键技术指标上达到了国内领先，可实现对同行竞争对手中端FPGA芯片的部分替代，有效填补国产FPGA的市场空白。”王海力补充。



FPGA研发再难，我们也坚持自主知识产权
       我们往往看到创业者的光环，却很难理解其背后的艰辛，作为国产FPGA的京微雅格也同样走过了一段艰辛的创业之路。京微雅格CEO刘明博士讲述，“FPGA的市场大概50亿美金，应用广泛，前景非常诱人，但是研发门槛也同样很高，而且国外公司Xilinx、Altera、Lattice和Microsemi手握着9000项专利，对我们造成的技术壁垒可想而知，这就好比高速公路设有收费站，咱们进不去，只好另辟蹊径，走乡间小路。”

       “后来得益于部分海外核心专利过期，再加上我们收购了一家美国初创公司，在他们的基础上继续走其没走通的技术路线，但是新的构架仍然需要进行磨合，经过努力和时间积累，加上运气，我们最后摸出来一条路。从技术上来讲，我们的产品和国外虽然还是有些差距，但是差距不大。”刘明强调，“到目前为止，具有独立完整自主知识产权且量产的FPGA企业，全世界只有五家，除了京微雅格以外，另外四家都在美国硅谷。历时10年的艰苦努力，我们目前拥有200多项专利，其中100多项已获授权。”

       CME-C1作为国家科技重大专项核高基项目首颗高性能FPGA芯片受到多家媒体的关注，京微雅格如何结缘核高基？刘明解释，“我们的产品与实验室项目不同，我们的产品已经实现了量产，而且具有独立自主的知识产权，这样就避免了与海外公司的纠纷，可以全球供货。基于这两点优势，我们在竞争中可以脱颖而出，肩负国家信息安全的重大使命。”

产品多样化，让用户有得选
       和国外公司产品对比，京微雅格的劣势就是产品种类太少，国外公司经过三十年的积累目前已经有100多种产品，而京微雅格只有7种，客户采用产品一般喜欢采用一套，大概十几到二十几颗芯片，“我们的产品只有部分能够满足客户的需求，其它的产品客户只能从国外厂商那里选取，产品线不全也使得我们在市场上受到了排挤。产品的多样性和成熟度依然是困扰我们的问题。”刘明有些感叹，“另一个问题就是产品的接受度，客户用惯了一个公司的产品，再转移到另外的产品上需要使用全新的工具，除非性能足够好，价格足够便宜，一般的企业很难做出这样的选择。”

坚持“硬CPU代替软CPU”，积极加强软件工具性能
       从软件配套方面来讲，京微雅格发布了具有独立知识产权的EDA工具Primace8.0系列，支持向下兼容的原则，增加了CME-C1器件。Primace系列EDA工具与Altera的软核与硬核相结合的方式不同，王海力指出，“我们采用的是硬CPU代替软CPU的路线，不管从性能角度，还是面积角度，或者是功耗角度来讲，都是优于当年Altera发布的NoisII软核FPGA产品。”

       今天Xilinx开始提出了FPGA的全可编程路线，意在让软件工程师也可以控制硬件。王海力博士指出，“我们的产品也加了CPU、FPGA，以及GPU模块单元形成全可编程的平台，给用户提供一整套软件工具，让用户的软代码和硬代码编译成芯片可以识别的代码，这个工作虽然很难，但是我们也在部署中。”

让实际应用撑起“祥云”发展的天空
虽然CME-C1第一天发布，但是笔者在现场已经看到了基于该芯片的各种应用，大家可以跟随记者的脚步一起来看一下：