目前有三大需求正驅動著可編程邏輯元件的發展：永不滿足的高頻寬需求、不可或缺的可編程以及日新月異的嵌入式應用。特別是在無線通訊基礎設施、汽車電子、智慧視訊監控、工業自動化控制和航空航太等高階嵌入式領域，更需要整合多核心處理運算能力、和彈性開放的可編程設計架構，同時必須周全考量效能和低功耗、提高處理時脈和兼顧複雜度，並且在縮小尺寸和低成本之間取得平衡。因此，多核心CPU和FPGA硬體協作越來越強調整合而並行化的系統設計架構。

可擴充式處理平台 改變FPGA風貌

在這關鍵時刻，可編程邏輯元件設計大廠賽靈思（Xilinx）迅速掌握嵌入式市場的發展需求，在去年4月公佈了以雙核心ARM-CortexA9MPCore為基礎、搭配28奈米可編程FPGA架構的可擴充式處理平台（Extensible Processing P latform），開創了以CPU為核心、FPGA為輔助的新一代嵌入式處理架構，引起市場高度矚目。

以此為基礎，今年3月賽靈思推出了新一代可擴充式處理平台Zynq-7000系列，進一步以賽靈思最新推出的7系列FPGA架構為基礎，更整合並超越ASIC和ASSP的設計功能，針對視訊監控、汽車駕駛輔助、和工廠自動化等高階嵌入式應用所需的多層級處理與運算效能而設計。透過軟體編程的模式，可與標準的ARM處理核心系統單晶片架構一較高下。

賽靈思全球行銷資深副總裁Vin Ratford指出，與先前CPU+FPGA的架構有所不同，Zynq-7000系列具有更高的並行處理能力，可讓嵌入式系統軟體設計工程師，透過同步進行ARM處理核心串列操作和使用可編程邏輯並行處理的模式，因應各類日益複雜的高階嵌入式應用設計需求，並且大幅降低成本和功耗，同時達到縮小產品尺寸的目的。

賽靈思的新一代可擴充性處理平台Zynq-7000系列，已經擺脫以往FPGA僅能支援前端開發功能的角色，有能力兼顧複雜的多工軟體設計以及運算處理效率。Zynq-7000系列不僅徹底顛覆了業界對於FPGA可編程邏輯的既有印象，開創出FPGA產業的新格局，更彰顯賽靈思積極搶攻嵌入式處理器市場的決心。

新一代7系列FPGA面面俱到

除了搶攻嵌入式處理市場之外，針對高效能到低成本的各階FPGA產品線，賽靈思也已經建構出Virtex-7、Kintex-7到Artix-7 FPGA的三大對應架構方案，可將FPGA市場一網打盡。Vin Ratford指出，新一代28奈米7系列FPGA架構，都具有共通的可編程邏輯構造、共通的軟體和IP支援環境、以及共通的處理核心。這個共通架構是以Virtex系列架構為基礎，專為簡化現有Virtex-6與Spartan-6 FPGA設計方案的重複使用性而設計，可提升33％的設計時程效率，並降低35％的設計成本，更可降低50％的功耗。

《圖一　在未來競爭激烈的賽局中，賽靈思28奈米7系列FPGA架構，已經站穩先機！》

最先推出的Kintex-7，包含高效能的10.3Gbps或低成本的6.5Gbps序列連結能力、記憶體與邏輯效能，能有效因應10G光有線通訊設備等應用。而超高階Virtex-7在系統效能、訊號處理效能、I/O頻寬、記憶體頻寬（在2133 Mbps記憶體界面效能速率下）上都呈現倍數提昇。至於Artix-7以整合Virtex架構為基礎，可滿足各種對於成本要求嚴苛的高量產市場的效能需求，設計工程師可藉此採用同一簡單易用的高彈性FPGA平台，超越以往ASIC與ASSP的矽晶片解決方案。

在最新28奈米7系列FPGA架構中，賽靈思首先在採用堆疊式矽晶互連（SSI）FPGA架構。這個創新技術可在單晶矽中介層上連接數個晶片，能夠讓新一代FPGA架構整合多達200萬個邏輯單元，這個密度比之前與現有FPGA產品高2.5倍，打破業界記錄。透過SSI技術，賽靈思主動地將堆疊式晶片架構引進到主流邏輯晶片中，在大多數公司因趕不上摩爾定律還在評估是否採用堆疊式矽晶片架構時，賽靈思就已經透過堆疊式矽晶技術，在單顆IC上混搭多種不同類型的晶片組合，進而大幅提升系統效能、改善PCB空間、降低BOM成本、降低功耗並達到提高產量的效果。

這三大完整的7系列FPGA架構方案，在不同應用領域可發揮關鍵的角色：Artix-7可在電子書、馬達控制、可攜式超音波設備、單眼數位相機鏡頭控制模組大顯身手；Kintex-7則鎖定LTE（Long Term E volution）多模射頻微型基地台、醫療影像和LED背光顯示；Virtex-7則能在400G高速通訊網路、雷達和高性能運算、視訊處理等領域嶄露頭角。

賽靈思開創FPGA產業新局

賽靈思的28奈米7系列FPGA架構，不僅大幅提昇FPGA效能和設計架構的共通性，更開創出可擴充式處理平台的新契機，展現揮軍嵌入式處理器市場的深厚實力。在未來競爭激烈的賽局中，賽靈思已經站穩先機！

《圖二》