單打獨(dú)斗拿不下物聯(lián)網(wǎng)？MCU需要FPGA助攻

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)智能化的提升和不斷迭代，F(xiàn)PGA將發(fā)揮更多的數(shù)據(jù)預(yù)處理、橋接、I/O擴(kuò)展等作用。

　　電子企業(yè)的成長(zhǎng)一般都會(huì)呈現(xiàn)“S型”曲線，與產(chǎn)業(yè)的走勢(shì)休戚與共。要與之對(duì)抗，需應(yīng)對(duì)技術(shù)和商業(yè)模式的雙重挑戰(zhàn)。英特爾PSG(可編程解決方案事業(yè)部)產(chǎn)品營(yíng)銷與策劃副總裁Alex Grbic認(rèn)為，未來(lái)萬(wàn)物皆互聯(lián)的時(shí)代，技術(shù)層面要解決互操作性，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，或某應(yīng)用層面的協(xié)議，以及如何在大量數(shù)據(jù)的收集和處理的同時(shí)提升性能和降低功耗。商業(yè)層面涉及系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，此外價(jià)格是重要考量。因而，對(duì)于IC的革新至關(guān)重要。

　　01FPGA適應(yīng)智能化和I/O擴(kuò)展需求

　　在物聯(lián)網(wǎng)的方案中，MCU扮演核“芯”角色。但隨著應(yīng)用的更新迭代，MCU+的趨勢(shì)也愈來(lái)愈明顯，特別是MCU+FPGA應(yīng)用廣泛，以滿足性能、可擴(kuò)展以及集成的要求。

　　Alex Grbic舉例說(shuō)，以汽車業(yè)為例，隨著智能化的提升，汽車傳感器會(huì)越來(lái)越多。此外在顯示方面，不僅LCD顯示屏的數(shù)量會(huì)翻番，而且分辨率要求也越來(lái)越高，需要芯片進(jìn)行更高速的處理、支持更高的帶寬。在工業(yè)和嵌入式視覺(jué)領(lǐng)域，也需要不斷滿足智能、視頻圖像和傳感器等的升級(jí)需求，處理更多的數(shù)據(jù)，支持更高的I/O帶寬。

　　這時(shí)“單打獨(dú)斗”的MCU或難以“招架”，需要協(xié)處理器來(lái)做一些數(shù)據(jù)預(yù)處理，或I/O擴(kuò)展。相較而言，低端FPGA因其配置和可編程，不失為協(xié)處理器最佳選擇。

　　“比如在視頻監(jiān)控中，F(xiàn)PGA可作為視頻信息預(yù)處理后，再交付給MCU運(yùn)算?；蛘咴谄囍悄軕?yīng)用中用于后視攝像頭和傳感器融合，進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)的高速處理，再傳給MCU進(jìn)一步處理。針對(duì)把成本和功耗作為設(shè)計(jì)決策關(guān)鍵要素的應(yīng)用，則可做芯片之間的橋接、I/O擴(kuò)展等。此外，在某些應(yīng)用場(chǎng)景中，F(xiàn)PGA亦可單獨(dú)做主芯片?！盇lex Grbic表示。

　　雖然低端FPGA作用顯著，但對(duì)其也提出了支持高速收發(fā)器和硬浮點(diǎn)運(yùn)算的新要求，需要與時(shí)俱進(jìn)。英特爾PSG最新發(fā)布的低端Cyclone 10 FPGA可謂有備而來(lái)。

　　02新FPGA的“和而不同”

　　雖然FPGA玩家屈指可數(shù)，但低端FPGA基本是個(gè)個(gè)涉足，競(jìng)爭(zhēng)激烈。但Cyclone 10 FPGA與其他低端FPGA不同的是，其GX型號(hào)是業(yè)界首款集成10G收發(fā)器和硬浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的低功耗FPGA，處理速度高達(dá)134 GLOP，性能相對(duì)前一代Cyclone V有兩倍的提升至1.4G，但功耗卻與其相當(dāng)。而LP型號(hào)則更強(qiáng)調(diào)的是低功耗和低成本，功耗僅為前一代的60%。

　　因而，在高I/O效能及對(duì)速度有關(guān)鍵性需求的應(yīng)用，包括汽車、工業(yè)和嵌入式視覺(jué)領(lǐng)域，GX完全勝任;這些應(yīng)用涉及的芯片之間的橋接、I/O擴(kuò)展等，LP亦可發(fā)揮作用。

　　對(duì)于成本和功耗的雙重優(yōu)化，Alex Grbic英特爾PSG的訣竅在于：一是采用臺(tái)積電成熟的20納米工藝;二是架構(gòu)的創(chuàng)新和軟件工具的優(yōu)化，如針對(duì)FPGA的應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)定制或者篩選匹配的軟件工具。架構(gòu)創(chuàng)新。三是測(cè)試和封裝的一些流程的優(yōu)化。

　　值得注意的是，Cyclone 10 FPGA集成了可定制的軟核(Nios II處理器)，實(shí)現(xiàn)可編程和可配置，但是不支持ARM，是否英特爾的FPGA策略會(huì)有所改變?Alex Grbic回應(yīng)說(shuō)，英特爾現(xiàn)有的Cyclone V和中端Arria 10和Arria V均支持ARM，上一代的Cyclone V可平移到Arria 10和Arria V。未來(lái)的產(chǎn)品規(guī)劃也都會(huì)將集成ARM的SoC納入其中，這不會(huì)改變。

　　03成英特爾IoT大戰(zhàn)略重要一環(huán)

　　值得注意的是，英特爾PSG開(kāi)發(fā)的 Cyclone 10，鎖定汽車、工業(yè)、嵌入式視覺(jué)等應(yīng)用，與英特爾物聯(lián)網(wǎng)部門的戰(zhàn)略相當(dāng)一致。

　　近些年英特爾在全力開(kāi)發(fā)更開(kāi)放、安全及可擴(kuò)充的IoT解決方案，構(gòu)建IoT生態(tài)圈。將Altera納入囊中后，F(xiàn)PGA也成為其大生態(tài)良性循環(huán)的重要棋點(diǎn)。

　　Alex Grbic也著重指出，Cyclone 10與英特爾IoT的戰(zhàn)略相符。英特爾的FPGA可涵蓋從萬(wàn)物到云端的所有領(lǐng)域。Cyclone 10主要應(yīng)用場(chǎng)景集中在萬(wàn)物和管道端，其中價(jià)值在于進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)處理，或預(yù)處理完再上到云端，減輕云端負(fù)荷。針對(duì)更高端的云端應(yīng)用，則可采用英特爾中端和高端的FPGA。

　　如今，中高端FPGA在云端+CPU或+GPU之勢(shì)正興，英特爾推低端Cyclone 10，或意圖進(jìn)一步加強(qiáng)在萬(wàn)物和網(wǎng)絡(luò)端的實(shí)力。而有著英特爾的大生態(tài)規(guī)劃及先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)“護(hù)航”。Cyclone 10的市場(chǎng)表現(xiàn)亦值得期待。