電子發燒友網報道（文/吳子鵬）作為“萬能芯片”，FPGA憑借可編程、可重構的特性，為嵌入式系統帶來了顛覆式的創新驅動，讓用戶能夠以靈活、迅捷的方式構建應用方案。然而，在FPGA數十年的發展歷程中，國產FPGA產業由于起步較晚，曾長期以“追隨者”的姿態研發和規劃產品，差異化創新并不多見。

近年來，邊緣計算的熱潮給國產FPGA發展提供一片沃土，相關廠商迎來了前所未有的發展機遇，逐漸筑造起自己的產業生態，并摸索出差異化創新之路。經過數年的研發沉淀，國產FPGA廠商終于迎來了收獲的季節。以A股首家專注于FPGA業務的上市公司安路科技為例，伴隨著該公司SALPHOENIX 1P系列（以下簡稱：PH1P系列）的發布，國產FPGA廠商長期作為“追隨者”的局面被徹底打破，開始引領行業創新。正如安路科技市場銷售部副總經理謝耀勇所言，“PH1P系列中的PH1P-35，是安路科技深刻理解客戶需求后，匠心打磨出來的結晶，其創新性和獨特性在市場上具有較大優勢。”

7月8日，安路科技舉辦主題為“效能之芯·感知無限”的2024安路科技新品發布會，正式對外發布最新的PH1P系列產品，包含PH1P-35、PH1P-50和PH1P-100三款器件，以更高的性能、更高的能效、更高的集成、更高的性價比，配合以高中低不同等級的邏輯資源規模，幫助嵌入式領域用戶打造具有差異化競爭優勢的方案。

安路科技PH1P系列FPGA

PH1P不只是一個產品系列

更是一種融合創新思維

受益于工業控制、網絡通信、消費電子、數據中心、汽車電子等領域需求的快速增長，當前FPGA的價格和性能已經能夠和專用集成電路競爭，并憑借可編程的靈活性更受青睞。在此過程中，國產FPGA廠商不僅在持續豐富自己的產品陣容和應用場景，也在產品迭代的過程中積累了大量的IP資源和技術“know how”，為探尋國產FPGA的差異化創新之路打下了堅實的基礎。安路科技PH1P系列便是國產FPGA廠商厚積薄發的代表性成果。

作為安路科技鳳凰系列里面的全新系列，PH1P系列FPGA擁有諸多產品優勢，圍繞“芯片+EDA+IP”這一用戶熟悉的FPGA功能實現鏈路進行了全方位的賦能。

第一個優勢體現在芯片的性能和效率上，PH1P系列FPGA基于行業領先的工藝打造，提供35K、50K、100K LUTs不同等級的邏輯單元規模。面向工業控制場景，PH1P系列的部分FPGA型號內置RISC-V內核MCU，能夠顯著減少邏輯資源的使用，幫助提升相關方案的開發效率和性價比。

比如，LED顯示應用是PH1P-35器件瞄準的重要應用領域。在構建相關應用時，用戶可以將控制協議的處理、芯片驅動寄存器映射、校正數據點重映射與遷移等任務，全權交由MCU處理，不需要再使用邏輯資源來開發實現。

安路科技研發部副總經理謝丁指出，“PH1P系列部分型號在FPGA器件的內部加入了一個完整的MCU子系統，提供了IIC、UART、SPI等豐富的外設接口，并利用AHB高速總線在MCU與FPGA之間構建高效橋接，方便用戶基于這個子系統構建應用。”

第二個優勢體現在IP資源上，PH1P系列搭載了大量的安路科技長期以來積累下來的成熟IP方案，包括：

集成10.3125Gbps HXT(Serdes），傳輸帶寬較競品提升56%；

硬核PCle最大支持Gen3 x4，PCle傳輸帶寬提升了60%；

部分器件合封512Mb或1Gb高速內存顆粒；

集成MIPI D-PHY 2.5Gbps硬核以滿足相關行業的應用。

謝丁稱，PH1P系列是國產FPGA自主創新的先行者，PH1P-35、PH1P-50和PH1P-100三款器件有著清晰明確的市場定位。其中，PH1P-35是針對LED顯示、視頻處理、機器視覺等領域的客戶痛點所定義的差異化創新器件，提供了大容量的內存和高速的接口帶寬以滿足用戶在功能和系統帶寬方面的需求。PH1P-50和PH1P-100會兼容主流的方案，但提供更高性價比的功能體驗：在競品擁有的IP方面，安路科技提供更大帶寬或者更高容量的方案；在競品沒有的IP方面，比如MIPI協議的硬核，安路科技在深入了解客戶需求之后，也會將這些IP融入安路科技的FPGA產品中，賦能終端方案創新。

從產品的定義不難看出，安路科技PH1P系列是一個全新的產品系列，也是一種全新的產品實現方式。PH1P系列勾勒出一個清晰的FPGA融合創新模式，在這個模式下，安路科技內部的SoC架構團隊、硬件架構團隊、嵌入式軟件團隊和異構計算團隊等能夠根據客戶需求，像“搭積木”一樣去構建FPGA器件。模式創新的驅動力來自源源不斷的客戶需求。

第三個優勢體現在EDA工具上。安路科技為PH1P系列提供完備的開發資源支持，包括FPGA EDA工具、SoC集成開發環境和demo板等。作為可編程器件，EDA工具對于FPGA開發而言是重要且必要的，能夠幫助用戶最大限度地發揮硬件性能，并將用戶做好的設計燒錄進FPGA器件。也可以說，EDA工具的水平決定了FPGA的性能水平。

針對PH1P系列部分FPGA內嵌MCU內核的產品形態，安路科技提供 TangDynasty (TD）和 FutureDynasty (FD）兩套開發軟件。其中，TD軟件是安路科技自主開發的FPGA集成開發環境，支持工業界標準的設計輸入，可用于PH1P系列FPGA中邏輯資源端的開發。如下圖左側所示，TD軟件提供RTL綜合、門級綜合、布局優化、布線優化和位流生成這一完整的設計流程，用戶只需要關注HDL代碼的輸入以及時序與位置約束，就可以生成匹配對應目標器件的位流。在器件調試階段，TD軟件自帶新一代Chip watcher調試工具，支持靈活的在線和離線調試，支持源代碼插入、綜合階段網表插入和IP插入等多樣化的信號插入方式。因此，借助TD軟件，用戶可以根據自己的開發習慣快速完成FPGA邏輯端的設計實現。

安路科技的TD軟件和FD軟件

FD軟件是安路科技自主開發的面向FPSoC和FPGA內嵌MCU的集成開發環境。如下圖所示，FD軟件提供工程管理、代碼編輯、程序編譯、代碼調試等功能。借助FD軟件提供的模板，用戶無需配置參數就可以構建起相應的工程，實現RISC-V工程的編譯與調試。

FD軟件的應用框架

謝丁強調，“TD和FD兩款軟件既可以支持用戶在FPGA邏輯側與SoC側分別獨立開發，又能在設計與調試階段有機融合。在開發過程中，兩個軟件能通過一個自動生成的MCU配置文件對IP的時鐘、外設配置等信息進行傳遞與自動匹配；同時，還提供了一個“one-cable”統一調試平臺，支持用戶使用一套硬件接口方便地對FPGA與MCU分別進行調試。”

從傳統FPGA到FPSoC，再到當前發布的PH1P系列，安路科技作為國產FPGA領域的頭部企業，身份也在發生著悄然的變化，完成了從“追隨者”到“引領者”的過渡。PH1P系列詮釋了一種高效靈活的融合創新理念，能夠將FPGA帶到更廣泛的嵌入式場景里。

工業控制方案不再是“三合一”

一顆PH1P就夠了

PH1P系列的發布及其展示的融合創新能力讓安路科技在未來的FPGA市場競爭中有著巨大的優勢，能夠讓FPGA產品更加貼合用戶需求，使得嵌入式終端的差異化創新更加高效。當下，高速增長的FPGA市場也能夠進一步放大PH1P系列所展示的靈活創新的效果。

根據市場研究公司Market.Us的統計數據，2022年全球FPGA市場收入為65億美元，預計到2025 年將達到82億美元，2028年突破100億美元。具體到中國FPGA市場，中研普華產業研究院在《2023-2028年中國FPGA芯片行業市場發展現狀調研及投資前景預測研究報告》中指出，2022年中國FPGA市場規模為170.3億元，預計到2025年將增長到332.2億元。

全球FPGA市場收入，圖源：Market.Us

當前，工業應用依然是FPGA主要的應用方向之一，2022年中國工業用FPGA芯片的銷售額為53.4億元，占中國FPGA芯片市場份額的31.5%，預計2023年到2025年這一細分領域仍將以16.1%的年復合增長率高速增長。安路科技PH1P系列的發布進一步豐富了該公司工業用FPGA的產品陣容。

謝耀勇表示，“我們在定義PH1P-35時，主要瞄準的應用方向是LED顯示、視頻處理等典型的工業控制場景。不過，當我們基于PH1P-35和客戶溝通時，更多的工業應用被挖掘出來，一經發布就已經成為市場的爆款。尤其是在新興應用方面，比如機器視覺，客戶的反響非常好，幫助他們克服了新興應用接口協議不成熟等一系列痛點。”

除了作為“萬能芯片”的通用性之外，PH1P系列也顯著提升了相關方案的性價比。傳統工業控制應用的典型應用框架是MCU+FPGA+存儲，在這個“三合一”方案里，傳統FPGA產品只是其中的一部分。PH1P系列部分型號由于內部集成了MCU硬核和大容量的存儲資源，使得相當一部分工業控制應用可以基于PH1P系列打造單芯片的高性價比方案。

“MCU能夠在多種存儲載體上去運行程序，當在DDR或者LPDDR內存運行時，能夠支持RTOS等實時操作系統。因此，通過內嵌大容量內存，PH1P系列豐富了FPGA在工業控制里的場景。”謝耀勇認為，“隨著安路科技接觸的工業客戶范圍越來越廣，PH1P系列以及后續的產品將會讓更多的工業控制應用告別‘三芯片合一’的方式，轉而采用單芯片方案。這會推動千行百業里的嵌入式系統硬件架構升級。”以總線伺服驅動器為例，如下圖所示，左側是傳統多器件在PCB板上集成的案例，右側則是基于PH1P-35器件單芯片實現的方案。

基于PH1P-35單芯片實現總線伺服驅動器

PH1P系列上搭載的安路科技IP同樣是提升性價比的有效手段。在工業相機應用中，MIPI接口憑借效能卓越、兼容視頻數據流豐富等優點被廣泛采用。不過，正如上文提到的，在傳統FPGA方案中，MIPI接口并不會被集成，用戶需要自己在器件中定義實現，在時序準確性和協議復雜度等方面會遇到很大的挑戰。PH1P-35提供了一個MCU+FPGA+MIPI+大內存的領先方案，支持總帶寬最高達8×2.5Gbps的MIPI DPHY，并可提供CXP、C-link、GE、10GE等IP/參考設計，顯著提升工業相機的開發效率和性價比。

PH1P-35領先的接口IP資源

當前，安路科技FPGA、FPSoC已經被服務器、LED控制器、工業相機、伺服驅動、PLC、運動控制器等典型工業場景用戶廣泛采用，PH1P系列的發布進一步擴大了安路科技產品對工業嵌入式需求的覆蓋。同時，PH1P系列所展示出來的融合創新能力，讓FPGA從“萬能芯片”進一步升級為“高性價比萬能芯片”，且具有出色的定制化屬性。針對具體的場景，安路科技PH1P系列讓該領域用戶深信，打造創新方案所需的處理器性能、內存資源和IP接口等，都能夠在PH1P系列以及后續系列上獲取到，不必再消耗邏輯資源去實現。這也正好印證了安路科技對PH1P系列的定義，該系列產品是“更快、更準、更穩、更好”的FPGA解決方案。

安路科技的愿景是立足中國，面向世界，以匠心之志重塑行業版圖，成為全球可編程邏輯器件一流的供應商。經過十數年的發展沉淀，當前安路科技的FPGA產品已經廣泛應用于工業控制、消費電子、醫療設備、網絡通信、汽車電子等領域。為應對日新月異且更具挑戰性的汽車電子應用創新，安路科技也在積極完善自己的汽車級FPGA生態。安路科技能夠為汽車領域用戶帶來車規級品質的FPGA器件，完備的芯片/IP/EDA工具解決方案，以及PPAP生產認證等特色服務，賦能國產新能源汽車在ADAS、ECU、智能座艙和人機交互等應用上的差異化功能創新。

結語

過去很多年，國產FPGA創新的主流路線是打造對標國際廠商的競品，“pin-to-pin”替代是最常用的設計方式。在這個創新模式下，國產FPGA廠商始終扮演著“追隨者”的狀態。隨著邊緣計算在嵌入式市場爆發，替代式研發的FPGA已經不能很好地滿足新興市場需求，國產FPGA亟需破局。

安路科技最新發布的PH1P系列是該公司厚積薄發的成果展示，對國產FPGA發展有積極的創新引領作用。PH1P是一個新的產品系列，也是一種全新的FPGA實現方法，讓FPGA產品研發更加貼合終端需求，在用戶熟知的“芯片+EDA+IP”設計模式下，將安路科技自有的、成熟的IP和MCU硬核融入FPGA中，顯著提升用戶的開發效率。并且，通過內嵌大容量的內存資源，PH1P系列部分型號讓用戶可以摒棄傳統MCU+FPGA+存儲的“三合一”方案，單芯片就可以構建具有差異化競爭優勢的工業控制方案，具有明顯的高性價比優勢。

就像謝耀勇所說，PH1P系列對于市場的吸引力遠遠超出了安路科技初期的設想，必將成為國產FPGA市場中的爆款。