Panda侃技术，浅聊一下本土FPGA的发展现状

Posted 2022-10-15 _Hello_Panda_

作者：Hello，Panda

偷点闲，扯点本土FPGA的事儿，仅个人见解，一家之言，偏颇之处欢迎斧正。

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，无论本土了。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，本土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就被直接否决了。

到2015年，熊猫君第一次真正接触使用了第一片本土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。现在将熊猫君使用过的或比较深入调研过的本土FPGA简单的列一下，介绍一下：

第一家是京微雅格（京微齐力）：他们家的起步其实是很早很早的，十多年前的事儿了，也得到了各方的支持和投资。他们的器件有纯FPGA的，也有集成了ARM硬核的一些小型的SoC器件。不补分器件集成了常用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，本土大毛病，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，本土当自强。这个器件后来放弃了，听说京微雅格出现一些财务问题了，名字好像也改成了京微齐力了。

第二家是深圳国微：怎么说呢，在本土里面，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，有FPGA评估板厂商用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，国内某龙头通信企业用了他家一颗主流型号的料。

第三家是上海复旦微电子：他们经常去特殊领域的企业和部门去宣讲，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本土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（除了Serdes速率上不去以外貌似都长得一个样）。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。

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，近期私下讨论，使用者们说大多数的器件已经解决了高低温问题，算是一个好消息吧。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 。

第四家是上海安路（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。安陆的产品势头看上去很强，据说有对标Xilinx ZYNQ-7000系列的SoC即将量产，同样的，资料和介绍都很少，需要跟厂家要，没有办法开放公共下载，国内某龙头通信企业就用了部分他家的FPGA。

第五家是易灵思：严格的说，他的总部在香港，属于起步最晚的一个了。易灵思的产品在工业成像和控制领域出货还可以，他们家的器件其实挺不错，价格也合适，但是呢，工具做得实在是不太好用，优化时序设计的用户接口也少得可怜，这里需要重点吐槽，希望有限的工程师力量能够加大投入到无限的优化软件性能和易用性上去。

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；民用的比如上海AGM、西安智多晶这种CPLD厂家，出货也还不错。

总之呢，FPGA属于一个高大上的行业，本土才刚刚起步，正处于诸侯争霸的阶段，在广泛出击尚未形成竞争力，主要存在以下巨大的发展瓶颈：

（1）专利壁垒：漂亮国几乎持有所有的FPGA核心专利；

（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君希望本土FPGA能够慢慢强大起来，特别是漂亮国已经启动了新一轮技术封锁，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本土器件，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。

专业人做专业事，祝越来越好！