När grindantalet ökar krävs färdiga konstruktionsblock. Så har det låtit länge bland asicanvändare.

Nu är melodin densamma bland marknadens leverantörer av programmerbara logiska kretsar. Men kunderna har inte riktigt anammat metoden ännu.


Färdiga konstruktionsblock finns idag på de flesta FPGA-leverantörers repertoarer. Men trots ambitiösa satsningar från leverantörernas sida så är användarna fortfarande relativt få.

- Kunderna är lite tveksamma nu i början, och en vanlig fråga är hur vi kan garantera att en kärna verkligen fungerar. Att verifiera och testa kan ju annars ta lika lång tid som att konstruera själv, säger Anders Oldebäck på CPLD- leverantören Alteras svenska kontor.

Han berättar att Altera har sålt ett tiotal kärnor i Norden, främst PCI-block. Detta kan jämföras med att det totala antalet Alterakunder i Norden som är betydligt högre.

Dipcom som distribuerar FPGA-kretsar från Xilinx har ungefär lika många kärnanvändare bland kunderna. Företaget har sålt runt tio PCI-gränssnitt i Sverige, plus en handfull andra funktioner som kommer från Xilinx partner. Men Kjell Falk på Dipcom tror att de färdiga konstruktionsblocken kommer att bli allt populärare i framtiden.

- Intresset ökar helt klart i takt med att kretsarnas grindantal ökar, säger han.

Alteras Anders Oldebäck är inne på samma linje:

- Färdiga kärnor för programmerbart kommer att explodera. Det blir en ketchupeffekt när folk har hunnit vänja sig vid tanken.



Laddar upp för anstormning


När den väntade kundanstormingen kommer vill såväl Altera som Xilinx vara beredda, och de har därför tagit fram omfattande program för att erbjuda olika typer av kärnor, som de färdiga konstruktionsblocken ofta kallas.

Strategierna har stora likheter. De båda konkurrenterna erbjuder dels kärnor som de själva har utvecklat, dels kärnor från fristående IP-företag. IP uttyds Intellectual Property, ett begrepp som lånats från asicmetodiken.

Kärnorna är alltid optimerade för FPGA-leverantörens arkitektur. Vill man använda en kärna från ett IP-företag får man diskutera pris och licensvillkor direkt med det aktuella företaget, som dock kan samarbeta med FPGA-leverantören om tekniskt stöd.



Gratis DSP-funktioner


Xilinx egna kärnor ingår i företagets Logicoreprogram. De levereras och stöds direkt av Xilinx. DSP-funktioner är exempelvis gratis, medan ett 33 MHz PCI- block kostar några tusen dollar.

Innan man bestämmer sig för ett PCI-block kan man dock få en fullständig licens på prov. I företagets Alliancecoreprogram listas 24 fristående IP-leverantörer som erbjuder olika typer av kärnor.

FPGA-konstruktören kan kundanpassa kärnor ur Logicore- såväl som Alliancecoreprogrammet med hjälp av verktyget Core Generator. Man anger då parametrar för en viss kärna, och utdata är en nätlista med relativ placeringsinformation för att garantera prestanda.

Dessutom skapas simuleringsmodeller i Verilog eller VHDL, instansieringsskal plus schemasymbol. Tanken är att Core Generator ska stöda hela sortimentet av kärnor i framtiden, men i dagsläget stöds inte samtliga.

Alteras egenutvecklade kärnor heter Megacore. Några exempel är ett 33 MHz PCI- block samt DSP- och kringfunktioner. De 23 IP-företag som deltar i programmet AMPP - Altera Megafunction Partners Program, erbjuder ytterligare 88 funktioner.

Precis som Xilinxkärnorna är många av Megacore och AMPP-kärnorna parametriserade och kan kundanpassas med hjälp av verktyget Megawizard. Man kan exempelvis välja antalet register i en processor eller om man vill ha en 32 eller 64-bitars PCI- kärna.

Funktionen Opencore gör det även möjligt att ta pulsen på en kärna innan man bestämmer sig för ett köp. Konstruktören kan instansiera, kompilera och simulera en funktion för att verifiera storlek och prestanda. En nyckel som gör det möjligt att generera programmeringsfiler levereras dock först när man halat upp plånboken.



Fasta funktioner


Altera och Xilinx är definitivt inte marknadens enda FPGA-leverantörer som erbjuder färdiga konstruktionsblock. Actel erbjuder exempelvis ett dussin kärnor, främst telekom- och gränssnittsfunktioner från en IP-leverantör, men även en egenutvecklad 66 MHz PCI-kärna som levereras i syntetiserbar VHDL-kod. Atmel är ett annat exempel som främst koncentrerat sig på DSP-funktioner. Lucent och Quicklogic erbjuder förutom de gängse fältprogrammerbara kärnorna även fasta funktioner. En kärna implementerad i asicteknik kan då dela kisel med traditionella fältprogrammerbara grindar, se artikel nedan.

Men även om många FPGA-leverantörer presenterat omfattande program för att stödja användandet av färdiga konstruktionsblock så befinner sig tekniken fortfarande i sin linda. En stötesten är att marknadens fristående IP- leverantörer främst riktar in sig på asickunder, en grupp som ofta har en betydligt större budget än FPGA-användarna.

Om IP-blocken verkligen ska få fäste på FPGA-marknaden krävs därför lägre priser, billigare distribution och mindre behov av tekniskt stöd än vad som är vanligt i asicvärlden. Å andra sidan är marknadspotentialen betydande.

Charlotta von Schultz



Programmerbar logik samsas med fast PCI-block


FPGA-leverantören Quicklogic presenterar QuickPCI, en serie kretsar som innehåller programmerbara logiska grindar plus ett maskprogrammerat 66 MHz PCI- block.

Alla FPGA-kärnor levereras inte som en nätlista eller kod. Några aktörer erbjuder fasta inbyggda funktioner inbakade i den programmerbara logiken.

Lucent, och Quicklogic är tre företag som har tagit fram hybridkretsar som innehåller vanlig programmerbar logik plus en fast maskprogrammerad funktion, som är snabbare, mindre och effektsnålare jämfört med om den implementerats i FPGA-logik.

Det senaste bidraget i genren kommer från Quicklogic, som nyligen presenterat en FPGA-krets med inbyggt PCI-block.

- Våra kretsar ger snabbast, billigast och minst PCI-lösningar, säger Tom Hart som är Quicklogics vd.

Då har han jämfört företagets hybridvariant med att implementera samma funktioner i en asic, i en traditionell FPGA, och i en separat standardkrets bredvid en FPGA.

Företagets nya kretsfamilj har medlemmar som klarar 32 bitars, 33 MHz såväl som 64 bitars, 66 MHz PCI-styrning, både master och targetfunktion utan väntelägen.

Förutom PCI-blocket innehåller kretsarna 30 000 fältprogrammerbara grindar, ett gränssnitt som klarar kommunikationen mellan den fasta och den programmerbara delen samt konfigureringsdata som gör det möjligt för användaren att kundanpassa PCI-blocket.

Kretsarna hanterar tre 64-bitarsbussar genom programmer-bar logik, och erbjuder dataöverföringshastigheter på upp till 528 MByte per sekund. Företaget hoppas att kretsarna ska finna sin plats i data- och telekomtillämpningar.

32-bitarsvarianten heter QL5032 och ska finnas tillgänglig i januari. Styckepriset ligger på 20 dollar i kvantiteter om 50 000. 64-bitarskretsen, QL5064, ska finnas tillgänglig under andra kvartalet 1999.

Den nya kretsfamiljen ingår i Quicklogics ESP-serie, där ESP står får Embedded Standard Product. Under hösten presenterades en familj som förutom programmerbar logik även innehåller stora minnesblock.

Även Lucent presenterade tidigare i år ett fast 66 MHz-PCI-block i sina FPGA- hybrider.

CvS