无需懂芯片，只需懂系统，就可以实现硬件系统设计，这可能吗？

FPGA厂商—Xilinx (赛灵思)4月25日提出了All Programmable，高调向业界发布了以 IP及系统为中心的新一代设计环境—Vivado设计套件，致力于在未来十年加速“All Programmable”器件的设计生产力^[1]。                     
                 
照片 Xilinx全球高级副总裁汤立人

Xilinx用了“震撼上市”、“颠覆性”等词汇来形容，依笔者看，全可编程（All Programmable）也确实很雷人，它究竟意味着什么？

笔者猜想，首先，从字面上理解，“全可编程”与通常我们说的“可编程”有何不同？这是否意味着工程师仅仅借助软件就可以对FPGA进行开发了？其次，Xilinx，作为一家芯片及解决方案公司，要想实现全可编程，在软件平台上投入一定不菲，这是否意味着FPGA厂商——Xilinx在转型，不仅是芯片供应商，更成为软硬件齐备平台的公司？再有，对于Xilinx的客户——FPGA的应用工程师，全可编程后，是否意味着他们可做的事越来越简单和快速，因此未来的应用工程师数量会越来越少？
                                  
                      Vivado 设计套件是啥？
 
Vivado来源于意大利文“Viva”，意思是令人激动的，全新的。Xilinx希望这种方法是“一个全新的开始。”

Xilinx提供的官方信息^[2]摘要如下：
 
是一种集成的设计环境——Vivado 设计套件包括高度集成的设计环境和新一代从系统到 IC 级的工具，这些均建立在共享的可扩展数据模型和通用调试环境基础上。Vivado工具将各类可编程技术结合在一起，能够可扩展实现多达1亿个等效ASIC门的设计。
 
是专注于集成的组件——为了集成，Vivado设计套件采用了用于快速综合和验证C语言算法IP的ESL设计，模块和系统验证的仿真速度提高了3 倍，与此同时，硬件协同仿真将性能提升了100倍。
 
是专注于实现的组件——为了解决实现的瓶颈，Vivado工具采用层次化器件编辑器和布局规划器、速度提升了3～15倍，且为SystemVerilog 提供了业界最好支持的逻辑综合工具、速度提升4 倍且确定性更高的布局布线引擎，以及通过分析技术可最小化时序、线长、路由拥堵等多个变量的“成本”函数。
 
可见，Vivado是一种性能更高的设计套件。Xilinx高级副总裁汤立人称，Vivado要解决的就是加速生产力的问题：加速IP集成，加速实现，生产力加倍。

那么，为何要叫all programmable？Xilinx的解释是：Xilinx致力于开发All Programmable的技术和器件，超越了硬件进入软件，超越了数字进入模拟，超越了单芯片进入了3D堆叠芯片。这些行业领先的器件与新一代设计环境和IP相结合，可以满足从可编程逻辑到可编程系统集成领域更广泛的客户需求。

笔者认为，Xilinx的理想是all programmable。而量变积累到一定程度才会质变，Xilinx正朝着all programmable的愿景走。未来十年，Xilinx与合作伙伴会进一步细化和完善Vivado的各项功能。而Xilinx的集成开发环境——ISE(集成系统环境)也会渐渐淡出历史舞台^注1。

照片 Xilinx平台开发高级副总裁Victor Peng

相比于竞争对手，Xilinx称Vivado的特点是设计人员可利用Vivado以图形的形式创建IP系统，或利用TCL（工具命令语言）、参数传递、Vivado仿真和ChipScope集成等，专门针对调试设计。从实现工具（报告、布局规划、原理图）返回IPI的交叉测试可加速融合。

                           结论

由此，笔者猜想，未来，工程师仅仅借助软件编程就可以对FPGA进行开发？那么未来哪类工程人才最吃香？Xilinx平台开发高级副总裁Victor Peng称：“软件工程背景的系统工程师更重要，并且最好懂些硬件。”原因是像Zynq这样的基于ARM双核Cortex-A9的EPP（可扩展处理平台）性能非常强大，也需要懂硬件背景的人。

电子世界是由硬件和软件组成。目前，Xilinx和Altera软件工程师的比例超过了50%，在芯片公司中属于较高比例者。例如博通基础设施与网络事业部的软件工程师投入30%。笔者认为，FPGA厂商日趋复杂，最近不仅是28nm制程，还在向高性能处理器、3D、模拟混合信号(AMS) 和绝大部分半导体IP 核等技术领域发展，并且看好ADAS（汽车辅助驾驶）、3D视频、无线基础设施等应用领域，由此，FPGA及其应用日趋复杂，为了降低FPGA的应用门槛，简单易用的平台成为利器。因此，新一代平台的诞生就不足为奇了。在FPGA业，也就出现了软硬件兼备的全能性公司。

那么，对于Xilinx的客户——FPGA的应用工程师，是否意味着未来数量会越来越少？笔者认为不会。因为未来的系统更复杂，需要更高层次的应用开发，例如汽车的ADAS，甚至未来的无人驾驶、3D显示，需要大量的工程开发，水涨船高，Vivado等平台使开发者从系统层次起步，使更复杂开发成为可能。

应用体验永不满足，所以技术创新永无止境！
                         

注1: Xilinx称，ISE 设计套件14版本支持目前的 28nm 产品，Xilinx会继续为面向前代产品设计的工具提供支持。

参考文章：
[1]赛灵思Vivado设计套件震撼登场.(2012-4-27).
http://www.eepw.com.cn/article/131871.htm
[2] 赛灵思公开发布Vivado设计套件常见问题解答.电子产品世界(2012-4-27).http://www.eepw.com.cn/article/131870.htm

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