作者：張國斌

在原有硬件基礎(chǔ)上通過軟件升級實現(xiàn)新的功能已經(jīng)是很普遍的事情了，不過用戶遭遇的一個難題是這樣升級后的設(shè)備總感覺到性能不夠，以蘋果iphone為例，每次升級操作系統(tǒng)，老的蘋果iphone用戶會感覺手機有卡頓現(xiàn)象，如果蘋果用的是賽靈思的FPGA類產(chǎn)品，那么就可以徹底解決這個問題了！這就是全可編程技術(shù)帶來的價值！

注意，以上只是一個類比，以此來說明本文表達的意圖，實際上，本文談?wù)摰脑O(shè)備復(fù)雜度要遠超手機，未來，利用軟件實現(xiàn)大型通信、工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備等設(shè)備的開發(fā)升級將不再是個夢想，唯一的挑戰(zhàn)是我們的想象力！

1 全可編程時代來臨

從1958年全球第一塊IC誕生到現(xiàn)在，微電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過了50余年的歷程，隨著半導(dǎo)體工藝進入20nm、16nm時代，單個IC集成的功能越來越多，我們已經(jīng)進入了硬件性能過剩的時代，因此以硬件引領(lǐng)創(chuàng)新的時代也將開始由軟件接棒，軟件成為創(chuàng)新的主導(dǎo)力量，軟件定義一切的趨勢在逐漸成形，在這樣的大趨勢下，芯片廠商該如何應(yīng)變？30年前，賽靈思公司在業(yè)界率先開啟了IC設(shè)計領(lǐng)域的Fabless模式，30年后，它又將開啟一種新的模式，這個全可編程戰(zhàn)略模式會跟當年的Fabless一樣在全產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生震動嗎？

“作為FPGA的發(fā)明者，賽靈思4、5年前就開始思考如何跳出可編程邏輯的范疇，把賽靈思放到一個更大的商業(yè)環(huán)境中去服務(wù)更多的用戶群。這有個有趣的商學院故事： 火車公司不能只是和火車公司競爭， 而要看到它的目標不是火車公司之間的運輸客體，而是整個運輸行業(yè)。 如果火車公司只想著和火車公司同行間競爭，則會錯過整個運輸行業(yè)的大趨勢。現(xiàn)在，一個軟件定義一切的時代已經(jīng)開啟了，所以我們可編程的技術(shù)也不應(yīng)該只是停留在傳統(tǒng)領(lǐng)域，不要像過去一樣只負責FPGA的編程，而是要順應(yīng)大趨勢做轉(zhuǎn)型，這就是我們說的全可編程、互相連接的新系統(tǒng)。我們幾年前就開始公司戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，從那個時起， 公司的管理層確定了公司從可編程邏輯到全可編程轉(zhuǎn)型藍圖。”近日，在賽靈思北京高大上的辦公室，電子創(chuàng)新網(wǎng)總編張國斌獨家專訪了賽靈思公司戰(zhàn)略與市場營銷高級副總裁Steve Glaser，他詳細介紹了賽靈思新戰(zhàn)略的由來和未來。

這個新戰(zhàn)略的重點就是從一個FPGA供應(yīng)商轉(zhuǎn)型為一個可以支持系統(tǒng)和軟件工程師開發(fā)的全可編程技術(shù)（ All Programmable technology ）公司，這個轉(zhuǎn)型會讓賽靈思未來五年內(nèi)增長5倍的潛在用戶！更簡單地說，“賽靈思要變成軟件公司！服務(wù)更多軟件用戶！”

而Steve也強調(diào)，正是得益于這樣的戰(zhàn)略，賽靈思四年來在可編程領(lǐng)域獲得了快速發(fā)展，牢牢占領(lǐng)了低中高全線市場。

“可以看到，賽靈思的市場份額無論從高端、中端還是低端，市場份額都在高速增長而且均占據(jù)著主導(dǎo)的地位。這些都與我們近五年來從“Programamble Logic” 可編程邏輯 到”AllProgramamble” 全可編程的公司轉(zhuǎn)型密不可分。”他指出。

2 為什么轉(zhuǎn)型？

今年6月，全球半導(dǎo)體龍頭老大英特爾宣布以167億美元現(xiàn)金收購可編程邏輯芯片老二Altera的消息震驚了業(yè)界！而四年前，Microsemi已經(jīng)收購了FPG領(lǐng)域老三Actel。所以，嚴格來講，在FPGA領(lǐng)域，賽靈思成了獨孤求敗的老大，它未來要打敗的不是對手，而是自己，要打敗自己超越自己是一個痛苦的過程，但是地球上的生物進化論告訴我們，能在這個世界最后成活下來的不是靠身形和體量，而是適應(yīng)環(huán)境的能力，一旦轉(zhuǎn)型成功適應(yīng)了環(huán)境，必將引領(lǐng)賽靈思進入一個全新一輪大發(fā)展。

“作為一個可編程行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，賽靈思要從更高層面來看待我們在整個個電子系統(tǒng)中所扮演的角色。 我們所說的下一代的系統(tǒng)，是一個全可編程的系統(tǒng)，擁有全可編程的硬件和軟件。現(xiàn)在很多新術(shù)語如軟件定義網(wǎng)絡(luò)、SDN、軟件定義系統(tǒng)，這都包括了硬件、軟件，包括了模擬資源以及各種各樣互聯(lián)技術(shù)和可編程技術(shù)的集成。 賽靈思的全可編程技術(shù)會成為眾多需要智能和軟硬件可編程系統(tǒng)的核心。”他指出。

縱觀電子業(yè)的創(chuàng)新歷史，軟件扮演了重要的推手角色，如微軟于1995年8月發(fā)布的win95操作系統(tǒng)，帶來了更強大的、更穩(wěn)定、更實用的桌面圖形用戶界面，極大提升了工作效率，它改變了機器與人的交互方式，這是革命性的操作系統(tǒng)。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)進入了智能時代，硬件+軟件+傳感器是智能時代的標配，這里軟件將發(fā)揮更大作用，實現(xiàn)真正的智能。例如目前提倡的感知物聯(lián)網(wǎng)，就是需要軟件對收到的數(shù)據(jù)進行綜合分析和判斷再給出結(jié)果由硬件來執(zhí)行。

賽靈思的全可編程戰(zhàn)略的目標就是要將軟件人員也納入利用FPGA進行創(chuàng)新的大部隊中來，以前FPGA只有懂IC設(shè)計的硬件人員來開發(fā)，未來，如果一個軟件工程師可以輕松利用賽靈思的開發(fā)板進行創(chuàng)意實現(xiàn)，則我們身邊必將涌現(xiàn)更多好改變?nèi)祟惿畹膭?chuàng)新產(chǎn)品來。Steve也特別強調(diào)；“賽靈思的戰(zhàn)略也契合了***總理提出的‘全民創(chuàng)新萬眾創(chuàng)業(yè)’ 愿景，賽靈思全可編程的方案和支持軟件用戶硬件創(chuàng)新的戰(zhàn)略可以直接支持80%的軟件設(shè)計者通過硬件設(shè)計快速將創(chuàng)意變成現(xiàn)實。所以，我們的轉(zhuǎn)型也順應(yīng)了中國熱火朝天的創(chuàng)客運動。”

“我們希望降低可編程器件的應(yīng)用門檻，在系統(tǒng)方面擴展到更多開發(fā)軟件的工程設(shè)計人員，讓他們更容易用他們熟悉的軟件設(shè)計環(huán)境用全可編程器件做更多的開發(fā)。 所以我們要改變自己的公司，把簡單邏輯可編程發(fā)展做到一切都可以編程。”他進一步解釋說。

3 賽靈思的優(yōu)勢：軟硬件兩極分化的解決者

全可編程不是一句口號，它是結(jié)合技術(shù)、器件和方法學一個系統(tǒng)，“我們這里指的全可編程，第一個是指全可編程的技術(shù)也就是其芯片本身，還有另外一個是全可編程的編程方法，這也是很重要的一個點。 賽靈思提供的不僅僅是產(chǎn)品，還有全可編程的設(shè)計方法。”他指出。

所以從四年前，賽靈思就開始了從器件到設(shè)計方法的轉(zhuǎn)型，四年前賽靈思推出了嵌入了雙核ARM-A9的 All Programmable SoC 嵌入式處理器Zynq系列器件，推出了可以將C/C++直接轉(zhuǎn)換為RTL硬件語言的高層次綜合工具Vivado，還推出了SDx軟件定義開發(fā)環(huán)境 ——SDAccel, SDNet和 SDSoC ,分別用于云計算、 NFV 加速、視頻/視覺以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (I-IOT) SoC 和 SDN 可編程網(wǎng)絡(luò)。完成了從全可編程器件到軟件定義開發(fā)硬件，到軟件定義開發(fā)系統(tǒng)的三個跳躍。

轉(zhuǎn)型以來，賽靈思不再只是和硬件工程師合作，而是也和軟件開發(fā)工程師一起合作。這樣一步步將賽靈思的用戶群體從原來的五六萬工程師，擴展到了有幾千個團隊的硬件和軟件工程師隊伍。再擴展到軟件開發(fā)工程師，其用戶保守估計增長 5倍-10倍！

這樣的轉(zhuǎn)型不是自己拍腦袋拍出來的，而是順應(yīng)了技術(shù)發(fā)展的趨勢，這個趨勢就是硬件與軟件的兩極化！

什么是硬件與軟件的兩極化？

Steve解釋說，賽靈思注意到目前半導(dǎo)體發(fā)展出現(xiàn)了硬件和軟件兩極化的趨勢，就是一方面有一股很大的勢力要把系統(tǒng)往軟件方面拉動，它們需要基于軟件開發(fā)的靈活性、智能性，還有規(guī)模效應(yīng)。重要的是容易控制、容易開發(fā)且容易升級，這是軟件設(shè)計需求的拉動。

但另外也有一股很強的力量拉動硬件升級，一些應(yīng)用場景對硬件的要求不斷提升，要花更多的精力做硬件的優(yōu)化。如大數(shù)據(jù)、視頻處理、圖像處理等等，這些都需要大量的處理能力，對硬件的要求很高。另外還有多元化的工作量、可編程的工作量，對于硬件的需求也更高，包括安全性。而安全只停留在軟件層面是遠遠不夠的，需要在硬件級做加密的考慮。此外還有低延時低功耗的要求、網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通的需求等等，這些都對提出了很高的需求，推動硬件不斷升級，所以這一方面的勢力是將系統(tǒng)往硬件設(shè)計法方法上推，這兩股勢力其實都很大。

有沒有一種器件可以將兩種需求都滿足？我們看到，以英特爾為首的X86處理器陣營通過不斷升級工藝來提升性能能降低功耗，在X86處理器上進行軟件開發(fā)確實很方便，易用性靈活性都不錯，但是這個器件在并行處理以及嵌入式領(lǐng)域遇到了很多瓶頸。“在一些大數(shù)據(jù)場景里，X86處理器有些優(yōu)勢，但在有些場景比如做照片處理，一片F(xiàn)PGA就可以處理三臺至強處理器處理的工作，而且功耗大大降低，這個并不是通過工藝的進步，通過CPU的架構(gòu)就可以解決的，所以單純提升硬件只能解決部分問題，但解決不了所有的問題。所以FPGA為什么有它的價值，就是我們說的軟件和硬件全可編程的能力。”Steve強調(diào)，“我們賽靈思是業(yè)界唯一可以把硬件和軟件兩股勢力結(jié)合在一起既能滿足軟件定義的需求又能滿足硬件優(yōu)化的需求的公司。 賽靈思是業(yè)界唯一擁有這樣的能力和技術(shù)解決這個兩極分化問題的企業(yè) —— 我們是一個全可編程的企業(yè)，擁有全可編程的系統(tǒng)，可以促成軟件定義的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)軟件定義的技術(shù)。”

賽靈思的全可編程技術(shù)有三大組成部分包括：

整個軟件定義開發(fā)的環(huán)境Vivado.
SDx系列，是軟件定義開發(fā)環(huán)境系列
全可編程SDSoC新架構(gòu)，里面有不同的核，有不同的資源，既是全硬件可編程，也是全軟件可編程。

“我們從去年開始陸續(xù)推出的 SDx軟件環(huán)境，這些軟件定義設(shè)計環(huán)境使得我們可以通過軟件定義的形式開發(fā)和編程，可以用軟件解決系統(tǒng)問題。同時，我們又推出了MPSoC多處理器SoC的新體系和架構(gòu)，最新的MPSoC異構(gòu)處理器有7個不同的內(nèi)核，加上可編程的邏輯等等資源最多可以有9個不同的內(nèi)核，包括一些加密的引擎等等，這些核全部都是軟件可編程的。在這里，硬件和軟件是緊密結(jié)合在一起的。”他強調(diào)。

他指出，和處理器、CPU，NPU還有一些純粹軟件編程的處理器相比。沒有轉(zhuǎn)型前的賽靈思器件是用硬件來編程的，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在性能功比，還有互聯(lián)互通上比CPU、GPU、NPU我們有絕對優(yōu)勢。可在易用性上卻不如對方。

而新的賽靈思通過軟件定義開發(fā)方法論的推出，為擁有絕對性能功耗比優(yōu)勢的賽靈思全可編程器件賦予了堪比CPU、GPU、NPU的設(shè)計體驗。 也就是說從設(shè)計的易用性上賽靈思和傳統(tǒng)的軟件編程處理器是平等的， 而為開發(fā)者提供了軟件定義的開發(fā)優(yōu)勢以及性能、功耗、互聯(lián)互通等等更多賽靈思特有的優(yōu)勢。

“我們跟CPU、GPU、NPU、SoC最大的差別是首先，因為它們是預(yù)先定義好的技術(shù)產(chǎn)品，所以它不可能支持任意媒體、任意網(wǎng)絡(luò)更不能支持任意標準以及任意機器的互聯(lián)互通，它們也沒有靈活的硬件可以做系統(tǒng)最佳的優(yōu)化，它們唯一優(yōu)勢是在軟件的智能性方面，因為這是它傳統(tǒng)的優(yōu)勢和能力，所以這部分大家是相同的。”他指出，“這些CPU、GPU、NPU、SoC并不是全可編程，它是軟件可編程，但是在硬件方面是不可編程的，是固定的，這是不一樣的。對用戶來說， 其差別就是它很難支持打造一個差異化很大的系統(tǒng)，它的互聯(lián)互通也是受制于里面提供的資源，有固定的接口，只能這樣做了，超過這個接口不能做了。而我們的全可編程器件是不一樣的。”

4 關(guān)注六大趨勢滿足80%市場需求

Steve表示賽靈思未來會重點關(guān)注六大趨勢技術(shù)發(fā)展，這六大趨勢會滿足未來80%的市場需求，這六大趨勢是5G無線、SDN/NFVn、視頻/視覺、 ADAS、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和云計算。“當然， 這也不意味著我們不專注其他領(lǐng)域，因為我們本就是一個可編程平臺，可以用到很多地方，但是我們80%的力量是在這六大趨勢里，而且未來高性能設(shè)備都需要全可編程器件。”他補充說，“例如機器人技術(shù)會用到六大趨勢中的視頻視覺、云計算等等。”

這六大趨勢技術(shù)基本可以滿足下一代系統(tǒng)優(yōu)化的需求。

這五大領(lǐng)域本身度軟硬件的需求各不相同，但是用賽靈思的全可編程器件可以應(yīng)對需求。

Steve表示未來全可編程器件在硬件方面不但會提升性能也會提升集成度，集成更多模擬功能還會提升安全性。軟件方面則會進一步降低開發(fā)門檻，會推出更多軟件定義開發(fā)環(huán)境。

而中國的創(chuàng)客們也會從賽靈思的全可編程平臺上受益，利用這個平臺可以整合全球優(yōu)秀的算法實現(xiàn)自己的創(chuàng)意，實際上，目前在Kickstart上就有很多基于賽靈思FPGA的開源項目，包括開源無人機、開源4K攝像機、開源機器人項目等等。

回到開頭，用全可編程平臺是有可能實現(xiàn)手機功能的，我在賽靈思“2015開源硬件與嵌入式計算論壇”活動上就看到有大學生用賽靈思spartan-6開發(fā)板實現(xiàn)的GSM手機，可以通話。如果，未來用一款基于全可編程平臺實現(xiàn)的手機，則可以輕松升級到任何制式，用戶使用也不會有卡頓現(xiàn)象。

這是有位同學用FPGA開發(fā)的移動電話，它支持Linux操作系統(tǒng)，有自己開發(fā)的UI界面，當然，GSM模塊是外購的，其他都是自己開發(fā)，我試著打了電話，通話質(zhì)量不錯，這是否預(yù)示以后FPGA也可以用于智能手機呢？（當然要解決功耗和體積問題），最近英特爾花巨資收購Altera公司，除了瞄準數(shù)據(jù)服務(wù)和異構(gòu)計算，手機領(lǐng)域也可以嘗試嘗試啊。

一點閑話

今年以來，半導(dǎo)體公司之間的購并加劇，其實看看這些并購的案例和公司你可以發(fā)現(xiàn)，往往是那些與時俱進順應(yīng)改變的公司可以適應(yīng)變化的市場，從而購并哪些不響應(yīng)市場變化的公司，所以，變則通。

如果你最近瀏覽賽靈思官網(wǎng)（）一定會驚訝于其風格的大變---強烈的應(yīng)用視覺沖突、特別聚焦六大應(yīng)用、一個傳統(tǒng)數(shù)字IC器件廠商為何官網(wǎng)有如此大的變化？這一切源于其戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)型，它的轉(zhuǎn)型也許能給我們本土廠商一些啟發(fā)。

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