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FPGA号称“万能芯片”,能做FPGA器件的厂商肯定是大牛中的大牛,因为像Intel、TI这样的半导体巨头也曾尝试进入这个市场,但都因为这样那样的原因铩羽而归。在笔者的印象中,目前,全球范围内能够量产FPGA的企业屈指可数,大家耳熟能详的Altera、Xilinx和Lattice都是美国企业,所以当听说这个以高门槛、高投入著称的行业终于有了中国企业的身影时,笔者多少有些吃惊,但是自豪之情溢于言表。这家中国FPGA企业就是京微雅格,本次与非网邀请到了其掌门人刘明博士,听他来谈谈本土FPGA厂商的成长之路。

 

雅格罗技到京微雅格

京微雅格的成立对中国半导体产业来说是具有里程碑意义的一件事情,因为它第一次让国人有了自己的FPGA器件,中国也成为了继美国之后第二个能够自主研发生产FPGA器件的国家。而一路走来,京微雅格如何能够突破国外FPGA巨头6000多项的专利限制,开发出具有自主知识产权的FPGA产品?

 

刘明博士坦言当初走了很多弯路,公司从2005年进入清华科技园成立雅格罗技开始,就一直致力于FPGA产品的开发。在架构上如何绕开国外那几家公司的垄断,京微雅格也尝试过不少方案,但刚开始并不理想。经过6代产品的研发和改进,京微雅格终于推出了具备自主知识产权的Tile架构,而基于该构架的CME-M5(金山)以及CME-M7(宝山)系列产品也终于真正摆脱了国外厂商架构的影响。除此之外,京微雅格首创的可定制可重构可编程的可配置应用平台(CAP—Configurable Application Platform)将FPGA /CPU//SRAM/ASIC/Flash/ADC以及其他功能模块嵌入在单一芯片中,帮助客户降低设计难度,提高产品的可靠性和性价比,受到市场的广泛欢迎。

 

2010年,雅格罗技与北京市政府成立合资公司,在资金面上得到了进一步的保障,公司改名为京微雅格。

 

FPGA研发,难在哪里

大家都说研发FPGA产品是高门槛、高投入,具体而言难度究竟在哪?刘明博士解释,简单来说就是对技术和资金的高要求。

 

技术上主要有四个难点,架构、工具、硬件以及软件。

 

如何突破其他FPGA巨头在架构上的专利限制是京微雅格首先得面对的问题,而京微雅格的CAP可配置应用技术平台,也正是看到FPGA发展趋势,顺势推出的架构技术。目前京微雅格在这方面已经申请了98项专利技术,而FPGA+MCU+RAM+Flash的可配置应用芯片一经推出,就得到了市场的不错反响。金山及先前系列产品主要是集成8051单片机,针对的也是中低端的市场应用,而随着FPGA逻辑资源的不断增加,后续的宝山系列会集成ARM的CPU硬核,用来满足数据处理需求更高的开发应用。

 

FPGA开发工具的难点可以和ASIC芯片开发工具作比较,由于全球做ASIC芯片的公司数以千计,所以有像Synopsys、Cadence这样的EDA厂商为ASIC芯片开发提供专业的开发工具。FPGA器件则不同,由于没有专业的EDA厂商来配合,所以,FPGA厂商不仅要会使用通用的ASIC开发工具进行设计,还要为自己的客户开发相应的FPGA开发工具。硬件方面ASIC芯片将功能设计好之后可以进行自动化的设计,而FPGA设计则更像手工活,这其中的难度和复杂度就可想而知了。

 

FPGA作为通用型芯片,其最大的特点是需要通过软件编程来实现某些专门功能。从某种程度上来说,软件的好坏直接决定了FPGA产品的成败。从历史来看,前前后后差不多有58家公司涉足FPGA行业,大部分也是因为软件的问题而折戟。而京微雅格自主开发的Primace和Andara软件系统突破了瓶颈,通过软件实现综合(synthesis)、映射(mapping)、布局(placement)、布线(routing)、时序分析(timing analysis)、位流生成(bitgen)、仿真(simulation)等全流程的FPGA设计,而软件内嵌Keil-C的AGDI接口可以帮助嵌入式软件开发者在Keil-C中编译和在线调试MCU或CPU的固件。

 

FPGA产品的开发周期长、先期投入大,对资金的压力可想而知;而且FPGA产品开发对团队的完整性要求也较高,如何建立一个比较齐全的开发团队并保证这个团队在较长时间内相对稳定,对企业管理和运营资金来说都是不小的挑战。

 

面对未来,路在何方

对于京微雅格未来的发展,刘明博士充满自信。目前集成了增强型8051的“山”系列产品M0、M1、M5已经推向市场,整合了ARM Cortex-M3的M7产品马上也将面世。随着逻辑资源的不断增加,京微雅格将30K及以上逻辑资源产品定义为“云”系列,计划明年将有产品问世,主要面向高端市场。面向超高端市场的应用,京微雅格也在做着技术储备,未来会规划“星”系列的产品;针对手持终端等移动互联网设备对功耗或其他有特殊要求的行业应用,刘明博士表示,京微雅格也在规划“湖”系列的产品系列,主要强调低功耗和高可靠性。

 

既然已经有产品面市,笔者最关心的还是京微雅格如何在众强近乎垄断的情况下铺开这个市场。与传统的纯FPGA产品不同,京微雅格的产品还整合了MCU/CPU等逻辑模块,对系统应用工程师提出了更高的要求。刘明博士介绍京微雅格一方面会加强与客户的联系,为潜在客户进行产品培训,让更多的工程师了解京微雅格的产品;另一方面,也会积极推进自己的大学生计划,让更多的学生在本科、研究生阶段就接触了解京微雅格的产品,从短期、中期以及长期角度扩大市场接受度。“除了产品具备更高的系统性价比,本土化的研发和支持团队也是我们与其他家FPGA厂商相比的优势所在,我们的软/硬件工程师都位于北京的中关村高端人才创业基地或上海和深圳的办公室内,能够更好的反应和支持客户需求。脚踏实地、用创业公司的执着与激情去服务客户,这些都是我们开拓市场的企业姿态。”

 

目前FPGA的全球市场规模已经超过50亿美元,虽然与ASIC的规模相比还有差距,但是发展速度迅猛,而且FPGA市场的一半在中国,京微雅格将大有可为。未来几年,京微雅格还将侧重中低端市场的发展与应用。刘明博士承认,与有数十年经验积累的大厂Altera、Xilinx相比,京微雅格还存在着不小的差距,但是立足本土市场,更贴近目标客户,为本土客户提供更全面更周到的服务则是京微雅格的开山法宝。

 

随着上海、深圳分公司的逐渐完善,分销商队伍的不断壮大,京微雅格将为更多客户所熟悉。虽然摆在京微雅格前面的路并不好走,但我们愿意看到它越走越好。




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