作者：張國斌

在原有硬件基礎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類產品，那么就可以徹底解決這個問題了！這就是全可編程技術帶來的價值！

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，本文談論的設備復雜度要遠超手機，未來，利用軟件實現(xiàn)大型通信、工業(yè)、醫(yī)療設備等設備的開發(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，微電子產業(yè)已經(jīng)走過了50余年的歷程，隨著半導體工藝進入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，芯片廠商該如何應變？30年前，賽靈思公司在業(yè)界率先開啟了IC設計領域的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一樣在全產業(yè)產生震動嗎？

“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也不應該只是停留在傳統(tǒng)領域，不要像過去一樣只負責FPGA的編程，而是要順應大趨勢做轉型，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供應商轉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（ All Programmable technology ）公司，這個轉型會讓賽靈思未來五年內增長5倍的潛在用戶！更簡單地說，“賽靈思要變成軟件公司！服務更多軟件用戶！”

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

“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” 全可編程的公司轉型密不可分。”他指出。

2 為什么轉型？

今年6月，全球半導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領域老三Actel。所以，嚴格來講，在FPGA領域，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，而是適應環(huán)境的能力，一旦轉型成功適應了環(huán)境，必將引領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)的領導者，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)在很多新術語如軟件定義網(wǎng)絡、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)技術和可編程技術的集成。 賽靈思的全可編程技術會成為眾多需要智能和軟硬件可編程系統(tǒng)的核心?！彼赋?。

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)更多好改變人類生活的創(chuàng)新產品來。Steve也特別強調；“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%的軟件設計者通過硬件設計快速將創(chuàng)意變成現(xiàn)實。所以，我們的轉型也順應了中國熱火朝天的創(chuàng)客運動?！?/p>

“我們希望降低可編程器件的應用門檻，在系統(tǒng)方面擴展到更多開發(fā)軟件的工程設計人員，讓他們更容易用他們熟悉的軟件設計環(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，它是結合技術、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品，還有全可編程的設計方法。”他指出。

所以從四年前，賽靈思就開始了從器件到設計方法的轉型，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。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！

這樣的轉型不是自己拍腦袋拍出來的，而是順應了技術發(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。重要的是容易控制、容易開發(fā)且容易升級，這是軟件設計需求的拉動。

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域遇到了很多瓶頸?！霸谝恍┐髷?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?！盨teve強調，“我們賽靈思是業(yè)界唯一可以把硬件和軟件兩股勢力結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，實現(xiàn)軟件定義的技術?！?/p>

賽靈思的全可編程技術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，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，最新的MPSoC異構處理器有7個不同的內核，加上可編程的邏輯等等資源最多可以有9個不同的內核，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合在一起的?！彼麖娬{。

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?？稍谝子眯陨蠀s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的設計體驗。 也就是說從設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，因為它們是預先定義好的技術產品，所以它不可能支持任意媒體、任意網(wǎng)絡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?！彼赋?，“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 關注六大趨勢滿足80%市場需求

Steve表示賽靈思未來會重點關注六大趨勢技術發(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?！爱斎?， 這也不意味著我們不專注其他領域，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，而且未來高性能設備都需要全可編程器件?！彼a充說，“例如機器人技術會用到六大趨勢中的視頻視覺、云計算等等?！?/p>

這六大趨勢技術基本可以滿足下一代系統(tǒng)優(yōu)化的需求。

這五大領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，通話質量不錯，這是否預示以后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)服務和異構計算，手機領域也可以嘗試嘗試啊。

一點閑話

今年以來，半導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改變的公司可以適應變化的市場，從而購并哪些不響應市場變化的公司，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---強烈的應用視覺沖突、特別聚焦六大應用、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)略的轉型，它的轉型也許能給我們本土廠商一些啟發(fā)。

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