在130-nm Cyclone® 和90-nm Cyclone II 系列成功基础之上,Altera推出了有史以来成本最低的FPGA —— 65-nm Cyclone III 系列FPGA。Cyclone III FPGA支持在成本敏感的大批量应用中开发新的可编程解决方案,在这类应用中,曾一度认为FPGA过于昂贵。
成本优化面临的挑战
当设计低成本FPGA时,您需要综合考虑功耗、性能、特性和器件总成本。您面临的挑战是如何以最快的速度把质量最好的前沿产品推向市场,同时其价格要合理(图1)。
图1. 功耗、性能、特性和成本达到平衡

以少胜多
Altera的FPGA体系结构对成本进行了优化,在无线、视频和图像处理以及显示等应用领域,能够发挥Cyclone III FPGA的最佳性能,帮助您将设计构思迅速变为收益。
Altera采用了新的设计方法,确保Cyclone III FPGA能够成功地达到大批量应用的低成本目标。传统的“优化剔除”法通过在软件中去掉某些特性来降低现有高密度产品的成本。这种方法在降低 FPGA 成本上或多或少有些效果,但是,在管芯尺寸和封装上无法降低成本。
相反,Altera在设计Cyclone III 系列上采用的方法并不是对现有产品进行改进。与以前Cyclone和Cyclone II 系列体系结构的设计过程相似,在像您这样的客户的激发下,我们规划设计了Cyclone III 体系结构,从一开始就在客户的帮助下来确定关键低成本特性和应用优势。
Altera 之所以能够迅速实现Cyclone III FPGA量产,也要归功于该器件系列的低成本特性。Altera在新产品发布上的策略是率先实现量产,为客户提供数量合适的高质量产品。
在每一新工艺的早期阶段,代工线合作伙伴TSMC便在许多领域与Altera合作,以解决所有的关键问题,例如可制造设计(DFM)以及性能优化等。同样,设计和工艺团队克服了每一工艺节点的技术挑战,确保成功,使Altera在产品量产上一直稳据业界前茅。
Cyclone III FPGA充分发挥65-nm技术的优势(小管芯、高密度和低成本),性能要比竞争低成本FPGA高出三个速率等级。
Cyclone III FPGA对焊盘进行了限制,限制焊盘管芯表明I/O结构非常小,因此,管芯成本也最低。而且,Cyclone III FPGA提供交错I/O焊盘,两排I/O焊盘交错排列,增加了I/O焊盘数量。
Cyclone III FPGA在设计初期便仔细选择小外形封装形式,提供足够的用户I/O引脚,实现低成本结构。从封装的物理尺寸上可以确定焊盘限制管芯的最大面积。然后确定逻辑,实现尽可能多的逻辑单元(LE)、存储器模块、专用乘法器以及其他由客户定义的特性等,确保在可用面积上功能最大化。
