【导读】传统概念上，FPGA一直是与“功耗高”划等号的，但随着智能手机、平板电脑、可穿戴、物联网等市场的兴起，FPGA产品也开始在市场上打起了“低功耗”的牌。日前，国内IC厂商京微雅格发布了其黄河（HR）系列低功耗FPGA，以期在智能手机、可穿戴等智能消费电子市场上施展拳脚。可以预见，未来低功耗可编程器件市场的竞争将成为一个热点。
低功耗FPGA的市场机会
京微雅格产品市场总监窦祥峰在阐述低功耗FPGA的市场机会时表示，今天的智能消费电子产品如智能手机平台，其平均的生命周期不足1.5年。那么如何在这么短的时间内，如恶化提高快速反应市场的能力，如何丰富功能以最大程度的贴近用户，特别是如何应对客户产生的对产品改进需求和差异化设计理念，就成为产品供应商不得不考虑的问题。以往专用芯片不能快速反应设计的高频率更换周期需求，设计不同的平台又无法应对如此快速的变化，同时因为电池的供电能力，有不能因为功能的增加而大幅度提高功耗。在这种设计困境下，在产品中集成一颗具有灵活特性的、低功耗FPGA芯片就显得非常重要了。窦祥峰预测，未来主流的智能消费电子产品结构将是：主流的应用处理器AP结合多样的传感器Sensor，同时集成低成本低功耗的FPGA芯片。
“在产品中集成低功耗FPGA，可以使得设计者对细分市场的覆盖度有效地增加，使其有能力应对快速的市场变化。”京微雅格营销副总裁刘伟在让分析HR系列FPGA对用户的价值时说道。
HR系列FPGA的应用示例
窦祥峰介绍了几种可以预见的低功耗FPGA的设计示例。比如，在手机中，HR系列FPGA可以作为AP的协处理器（见图一），可实现光学图像稳定（OIS）控制，也可作为IO的扩展，这样可以分担AP的任务，也可有效降低系统的能耗。而且还可以先布PCB后进行设计输入，增强应用的灵活性。
图1 HR系列FPGA作为手机的协处理器
另外一个有意思的设计示例，就是作为智能手机红外功能的扩展，即通过HR系列FPGA扩展出红外控制功能，使得手机可以作为其他家用电器的红外控制器，“使得红外这个老功能焕发出青春”。
图2 HR系列FPGA的红外扩展应用示例
此外，京微雅格还有一个构想，就是让低功耗FPGA成为智能产品传感器HUB。由于目前智能设备中集成的传感器越来越多，如果所有的传感器都直接与AP通信，会占用大量的AP资源，影响处理效率。而如果用HR系列FPGA构成一个传感器HUB（如图三），作为传感器的统一化管理平台，可自动轮询传感器状态, 自动实现中断以释放AP处理事件的繁忙程度，并且降低系统功耗。据悉，京微雅格的IP部门正在着手进行这方面的开发，希望未来能够给客户提供一套完整传感器HUB的IP解决方案。
图3 HR系列的传感器HUB解决方案示例
5月14日北京讯--最近几年，随着便携式产品及物联网的兴起，在发展迅速的消费类电子市场中新公司及各式新产品如雨后春笋般蓬勃发展，这些新产品不但功能越来越丰富，而且更新速度更快。例如智能手机、平板电脑、平面显示器、便携式媒体播放器以及家庭互联网等产品等。对这些采用最新技术的消费类电子生产商而言，如何更快地、更好地提供适合市场热点及客户不断变化的需求是一个很大的挑战。特别是物联网和可穿戴设备的发展，已经从应用形式到实现方法上与以往的概念完全不同了。
“总之，京微雅格HR系列FPGA的市场定位就是：成为手机及便携式设备厂商的主要FPGA供应商之一；成为手机应用芯片厂商的主要合作伙伴；不断推出更低功耗及更高性能的FPGA产品；与客户紧密合作，为其产品的差异化及快速上市提供更有针对性的解决方案。” 京微雅格营销副总裁刘伟说道。
目前HR系列FPGA共规划了5个型号（见图四），预计在今年8月、9月将有多款产品同时批量上市。与竞争对手相比，窦祥峰认为HR系列的产品范围更多，且支持更多的I/O接口，更为重要的是产品在的容量/IC面积比上更具有优势，因此他们的产品更具有竞争力。
图4 HR系列FPGA选型指南
HR系列FPGA产品特点与性能
· 40纳米台联电低功耗工艺；
· 高达16K LP（Logic parcel） 4输入查找表；
· 片上具有高速接口，多通道差分通道；
· 片上集成OSC（片上晶振），减少客户的设计复杂度；
· 海量的存储单元，实现形式多样：真双口RAM，FIFO，ROM等等；
· 高精度模拟锁相环，方便实现时钟管理；
· 业界极低的静态功耗；
· 灵活与最小的封装形式，媲美ASIC；
· 高安全性，AES加密算法，最大限度保护客户设计安全无虞；
· 高逻辑资源利用度，专业Primace软件；
