Allt fler programmerbara kretsar konverteras till billigare maskprogrammerade varianter. Orsaken är att FPGA-kretsarna växer både vad gäller grindantal och volym. En maskprogrammering kan då sänka styckepriset rejält.

- Intresset för maskprogrammerat ökar absolut, säger Nils Gateman, teknisk chef på Dipcom som distribuerar Xilinx CPLD- och FPGA-kretsar i Sverige.

Även andra kretsleverantörer vittnar om ett uppsving för maskprogrammerat. Metoden har funnits i flera år men först nu börjar kunderna vakna.

Det främsta argumentet för en konvertering är styckepriset - det minskar rejält jämfört med den ursprungliga kretsen. I genomsnitt halveras priset, men i bästa fall kan det faktiskt sjunka med hela 75 procent. Ju större krets, desto större blir besparingen. Andra plus är att kretsen minskar i storlek, drar mindre effekt och blir snabbare.

Den ökade hastigheten kan visserligen vara ett minus. Om konstruktionen innehåller asynkrona delar kan man exempelvis få problem med ställ- och hålltider. Konstruktören måste då antingen ändra konstruktionen eller garantera att den fungerar även när hastigheten ökar.



Olika service


Hur mycket extraarbete blir det då för konstruktören när en krets skall maskprogrammeras?

Det beror helt på vem som utför konverteringen - servicenivån varierar betydligt. I vissa fall behöver kunden bara sända iväg en programmeringsfil, som redan skapats i det normala konstruktionsarbetet. Efter någon månad levereras sedan de färdiga kretsarna, verifierade och klara att använda. Andra kretsleverantörer kräver att kunden tar fram heltäckande testvektorer och verifierar sedan kretsen utifrån dessa vektorer. Och vissa låter kunden klara av verifiering på egen hand.

Xilinx, som dominerar marknaden för programmerbar logik, håller hög servicenivå vad gäller maskprogrammering. Företaget står exempelvis för allt verifieringsarbete. Och man har för säkerhets skull en garanti i bakfickan som tas fram om de nya kretsarna trots allt falerar. Kunden får då köpa den ursprungliga FPGA-kretsen till den maskprogrammerades pris tills felet är rättat. Men enligt Xilinx inträffar detta väldigt sällan.

Företaget har i dagsläget konverterat runt 520 konstruktioner totalt, varav ett tiotal i Skandinavien. Fortfarande maskprogrammerar man enbart FPGA-kretsar men från och med 1997 stöds även CPLD-kollegorna.

Konkurrenten Actel erbjuder också maskprogrammering och har hittills klarat av ett hundratal konstruktioner. Altera har däremot enbart konverterat en handfull kretsar.

- Vi har sänkt priserna flera gånger det senaste året, så våra kretsar har ändå blivit billigare för kunden, menar Lars-Eric Larsson på RepDelco som distribuerar Alteras kretsar till Ericsson.

AMD, tredje största leverantören inom programmerbar logik, erbjuder inte maskprogrammering alls.



Asic billig men krävande


Vill man komma riktigt billigt undan är en grindmatris fortfarande ett lockande alternativ, styckepriset är bra mycket lägre jämfört med såväl FPGA-kretsar som maskprogrammerade varianter.

Problemet är att det krävs en hel del arbete för att flytta FPGA-konstruktionen till en grindmatris. Sedan tillkommer engångskostnader hos kiseltillverkaren. De stora asicleverantörerna ger dessutom ofta kalla handen till vad de betraktar som små kretsar i små volymer - alltså kretsar med mindre än 50 000 grindar och volymer mindre än 10 000 per år.

Charlotta von Schultz



Byter andras kretsar mot eget fabrikat


FPGA-leverantörerna har långt ifrån monopol på konverteringsmarknaden.

Det finns även företag som maskprogrammerar kretsar av alla möjliga fabrikat till egna kretsfamiljer. Ett exempel är Orbit Semiconductor som har drygt 900 konstruktioner på sitt samvete.

- Och antalet ökar allt snabbare, säger företagets marknadschef Brian Gillings och visar stolt på kurvan som pekar uppåt i diagrammet.

Företaget byter ut FPGA-kretsar eller grindmatriser av olika fabrikat mot den egna grindmatrisfamiljen Encore som är av grindhavstyp - Sea-of-Gates. En Encorekrets kan exempelvis ersätta asicar tillverkade i äldre processer som asicleverantören vill fasa ut. Konstruktören slipper då omkonstruera sin skapelse för en ny asicprocess. Istället lämnar han eller hon kretsens nätlista, en simuleringsfil samt benfördelning till Orbit som konverterar och verifierar konstruktionen.

En enda Encorekrets kan dessutom ersätta flera FPGA-kretsar och asicar. På så vis kan stora pengar sparas. Å andra sidan måste kretskortet ändras.

Temic är ett annat företag som kan maskprogrammera en uppsjö FPGA-fabrikat mot egna kretsar. En intressant finess med deras erbjudande är den stora effektbesparingen. I bästa fall sjunker effekten med hela 95 procent jämfört med originalkretsen.