Panda侃技术，聊一聊国产FPGA

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从熊猫君入行起，所知的FPGA就只有Xilinx、Altera和Lattice三大家，偶尔能听到actel的名字，便不知有其他，无论国产了。后来慢慢的随着知识的增长，了解到还有Microsemi（有基于RISC-V指令集的SoC）、QuickLogic、Atmel、Avago、Cypress、Achronix等企业，无疑，以上都是美国公司，其中，Xilinx和Altera经过长期的老大老二争夺战终于在Intel收购Altera结束，Xilinx一家登顶，傲视群雄。经过一些列的重组兼并和破产倒闭，全球玩家能排的上号的也就只剩下Xilinx、Altera、Microsemi和Lattice了，其中Microsemi还继承了老宇航和老军工的底子，Lattice主打差异特定应用；至于QuickLogic、Achronix之类的小厂商，基本上是举步维艰，沦落到靠卖IP为生的地步。从专利技术角度讲，Xilinx和Altera拥有10000+的核心专利，强大的专利壁垒牢不可破，国产FPGA想要技术突围困难重重，只能是沿路追赶，就是想收购都不行，紫光收购Lattice案直接被川普先生否决了。

到2015年，熊猫君第一次真正接触使用了第一片国产FPGA，京微雅格的“华山”系列：大概6K多的LUT，集成了一个Cortex-M3的ARM硬核，内部有Block RAM和SRAM，好像SRAM只能被Logic和M3核对半分，时间太长了记不清了。器件集成了常用DDR控制器、USB2.0/Ethernet/CAN/ADC/UART/IIC/SPI这些常用的外设接口，但是FPGA的I/O资源较弱，差分信号记得好像只支持LVDS。咱实话实说，对这个片子，熊猫君没有对功能和性能一项一项的验证过，大略的感觉还是可以的，弄得好的话，在中低端领域还有一定的发力本钱的。不过说实在的，给的那个开发工具实在不好用，国产大毛病，无论是界面友好还是综合、布局布线的性能，都处于萌芽状态，EDA软件，国产当自强。这个器件后来放弃了，听说京微雅格出现严重财务问题了。

+ D$ b; x( U4 o( \% |" V( ^$ l" M第二家是深圳国微，怎么说呢，在国产里面，器件也算还行吧，有个缺点是不带片上仿真[有大神纠正，可以用chipscope，特定版本的ISE装补丁]，不知道现在最新版的是否改进，前一阵子搜索了一下，发现深圳国微被紫光国微收购成为旗下子公司，然后又派生出了紫光同创，现在已经傻傻分不清楚到底啥关系了。深圳国微照样存在EDA软件硬伤，要使用三个开发工具才能生成Bit文件，也是非常的不方便。前一阵子调研一个项目，登录了紫光同创的官网看了看，从介绍上有高端的Titan系列（带6Gbps Serdes）、中端的Logos系列和低端的Compact系列（替代cpld的），I/O支持得也还不错，MIPI、LVDS、TMDS等常用的差分接口都能行。另外还有开发套件Pango Design Suite，没用过，不知道体验如何，黑金用Logos系列的PGL22G做了块开发板，不到一千块，感兴趣的可以买来玩玩儿，分享分享体验[这里绝对不是打广告,不认识黑金的人]。
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第三家是上海复旦微电子，他们经常去国防、航天类的企业去宣讲，宣讲称推出了超大规模的FPGA，型号是7K325T，对标Xilinx的XC7K325T，近期还推出了直接对标Xilinx XC7V690T的器件了，据称是具有完全自主知识产权的国产业内水平最高的一家了。比较有意思的是，上海复旦微电子的器件直接可以用Xilinx的Vivado套件直接编译。器件也好，开发平台也好，咱没有细细比照过，也不清楚是和Xilinx的器件略有不同还是完全相同，没有发言权。
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第四家是广州高云，他们家主要有两个代的产品，名字起得挺好听，叫做“晨曦”和“小蜜蜂”，都是基于LUT4的，有DSP资源，支持LVDS/LVPECLE差分电平；“小蜜蜂”是他家的第二代产品，针对应用集成了一些特殊的资源，也算是SoC吧，有集成Cortex-M3内核、闪存、ADC和USB2.0 PHY等资源的，都没有Serdes资源，个人认为吧，目前还算是比较弱小吧，综合性能还赶不上当年的京微雅格。另外，他家的器件在低温时还有问题，不知道现在修复没有。至于EDA软件呢，他家提供了一个叫做“高云云元软件”的套件，综合用的是SynplifyPro，下载用Gowin Programmer 。
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另外还有一家上海安路（anlogic），跟高云的产品性能和定位都很类似，他家有个叫“TangDynasty(TD)”的集成开发环境，界面跟早期的Quartus很类似。近两年来，上海的AGM作为一匹黑马，在低成本消费领域也有不错的表现，有持续出货，而且出货量还很可观，表现不俗，值得点赞！

% X( v, e# N7 Y1 z0 A% z2 p% Q4 i: a其他家，其他家涵盖一些大型的研究所的器件，他们满足特殊领域的自用。还有一些比以上四家起步还要晚一些，感兴趣的可以在网上搜一搜了解了解。

总之呢，FPGA属于一个高大上的行业，国产才刚刚起步，主要存在以下巨大的发展瓶颈：

  a. L8 a, s& {（1）专利壁垒：美国几乎持有所有的FPGA核心专利；
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' ^$ d' M: e* l1 |3 {4 l! r4 |, v- r（2）人才问题：核心的EDA工具，特别是布局布线的算法高级人才几乎没有；

（3）生态环境：当前基本都是Xilinx和Altera等的生态，后进者从头切入谈何容易，IP资源圈、开发资源圈都得通通从头建起。

最后呢，Panda君希望国产FPGA能够慢慢强大起来，特别是贸易战以来美国启动新一轮技术封锁，咱自己没有的领域还真的硬不起来。呼吁研究者们坚持正向研究，真正做到潜心技术，迎头赶上；呼吁开发者们，在满足可用的基础上支持国产器件，共建生态圈，也算是让技术有回报；呼吁管理者们加大支持，营造更好的营商环境，引进和培养更多的相关人才。
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国产FPGA想要技术突围困难重重，只能是沿路追赶