单打独斗拿不下物联网？MCU需要FPGA助攻

　　随着物联网智能化的提升和不断迭代，FPGA将发挥更多的数据预处理、桥接、I/O扩展等作用。

　　电子企业的成长一般都会呈现“S型”曲线，与产业的走势休戚与共。要与之对抗，需应对技术和商业模式的双重挑战。英特尔PSG(可编程解决方案事业部)产品营销与策划副总裁Alex Grbic认为，未来万物皆互联的时代，技术层面要解决互操作性，满足相关标准协议，或某应用层面的协议，以及如何在大量数据的收集和处理的同时提升性能和降低功耗。商业层面涉及系统的灵活性和可扩展性，此外价格是重要考量。因而，对于IC的革新至关重要。

　　01FPGA适应智能化和I/O扩展需求

　　在物联网的方案中，MCU扮演核“芯”角色。但随着应用的更新迭代，MCU+的趋势也愈来愈明显，特别是MCU+FPGA应用广泛，以满足性能、可扩展以及集成的要求。

　　Alex Grbic举例说，以汽车业为例，随着智能化的提升，汽车传感器会越来越多。此外在显示方面，不仅LCD显示屏的数量会翻番，而且分辨率要求也越来越高，需要芯片进行更高速的处理、支持更高的带宽。在工业和嵌入式视觉领域，也需要不断满足智能、视频图像和传感器等的升级需求，处理更多的数据，支持更高的I/O带宽。

　　这时“单打独斗”的MCU或难以“招架”，需要协处理器来做一些数据预处理，或I/O扩展。相较而言，低端FPGA因其配置和可编程，不失为协处理器最佳选择。

　　“比如在视频监控中，FPGA可作为视频信息预处理后，再交付给MCU运算。或者在汽车智能应用中用于后视摄像头和传感器融合，进行多传感器数据的高速处理，再传给MCU进一步处理。针对把成本和功耗作为设计决策关键要素的应用，则可做芯片之间的桥接、I/O扩展等。此外，在某些应用场景中，FPGA亦可单独做主芯片。”Alex Grbic表示。

　　虽然低端FPGA作用显著，但对其也提出了支持高速收发器和硬浮点运算的新要求，需要与时俱进。英特尔PSG最新发布的低端Cyclone 10 FPGA可谓有备而来。

　　02新FPGA的“和而不同”

　　虽然FPGA玩家屈指可数，但低端FPGA基本是个个涉足，竞争激烈。但Cyclone 10 FPGA与其他低端FPGA不同的是，其GX型号是业界首款集成10G收发器和硬浮点数字信号处理(DSP)的低功耗FPGA，处理速度高达134 GLOP，性能相对前一代Cyclone V有两倍的提升至1.4G，但功耗却与其相当。而LP型号则更强调的是低功耗和低成本，功耗仅为前一代的60%。

　　因而，在高I/O效能及对速度有关键性需求的应用，包括汽车、工业和嵌入式视觉领域，GX完全胜任;这些应用涉及的芯片之间的桥接、I/O扩展等，LP亦可发挥作用。

　　对于成本和功耗的双重优化，Alex Grbic英特尔PSG的诀窍在于：一是采用台积电成熟的20纳米工艺;二是架构的创新和软件工具的优化，如针对FPGA的应用场景会定制或者筛选匹配的软件工具。架构创新。三是测试和封装的一些流程的优化。

　　值得注意的是，Cyclone 10 FPGA集成了可定制的软核(Nios II处理器)，实现可编程和可配置，但是不支持ARM，是否英特尔的FPGA策略会有所改变?Alex Grbic回应说，英特尔现有的Cyclone V和中端Arria 10和Arria V均支持ARM，上一代的Cyclone V可平移到Arria 10和Arria V。未来的产品规划也都会将集成ARM的SoC纳入其中，这不会改变。

　　03成英特尔IoT大战略重要一环

　　值得注意的是，英特尔PSG开发的 Cyclone 10，锁定汽车、工业、嵌入式视觉等应用，与英特尔物联网部门的战略相当一致。

　　近些年英特尔在全力开发更开放、安全及可扩充的IoT解决方案，构建IoT生态圈。将Altera纳入囊中后，FPGA也成为其大生态良性循环的重要棋点。

　　Alex Grbic也着重指出，Cyclone 10与英特尔IoT的战略相符。英特尔的FPGA可涵盖从万物到云端的所有领域。Cyclone 10主要应用场景集中在万物和管道端，其中价值在于进行智能化数据处理，或预处理完再上到云端，减轻云端负荷。针对更高端的云端应用，则可采用英特尔中端和高端的FPGA。

　　如今，中高端FPGA在云端+CPU或+GPU之势正兴，英特尔推低端Cyclone 10，或意图进一步加强在万物和网络端的实力。而有着英特尔的大生态规划及先进的工艺节点“护航”。Cyclone 10的市场表现亦值得期待。