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Prototypical: The Emergence of FPGA-Based Prototyping for SoC Design – Daniel Nenni & Don Dingee

Prototypical cover front

高科技與歷史,兩樣風馬牛不相及的事情,今次竟然放在同一個句子上。這是一本關於高科技行業歷史的書,作者Dan Neenni是半導體業界的老行尊,他建立的semiwiki.com網站,是矽谷業界重要的資訊來源。這本書是去年我去Design Automation Conference(DAC)免費拿回來,還有作者親筆簽名。剛好今個project要做FPGA prototyping,這本書正好有用,短短一百頁,半晚便看完。

FPGA Prototyping是什麼?在半導體中,最為人熟識是CPU,即是電腦的運算核心,汎用處理器,只要寫軟件,什麼程式也可以執行。不過由於CPU行軟體,不論在速度和耗電,遠遠不及把程式寫在硬體的ASIC。不過ASIC有一個大問題,就是程式寫了入硬體就不能更改。軟體出錯要修正行簡單,下載新的軟體版本就行了,但ASIC有錯要修正就要重製,還未計算要回收市面上有問題晶片的成本。大慨就如古代要刻石板寫字,寫錯一個字要成塊石板重寫一般麻煩。FPGA是集CPU和ASIC兩家之長,執行速度比媲ASIC,程式相對容易地修正,不過價錢卻十分昂貴。一般而言,如果產品講求靈活彈性,用CPU。如果產品的件數夠多,重視執行速度和耗電,而程式可以寫死不用更改,就用ASIC,兩頭唔到岸的就用FPGA。

設計ASIC由於不能出錯,投產前的測試十分重要,一般用CPU軟體去模擬程式,缺點是運行速度非常慢,FPGA的運行速度和可以重寫的特性,正好適合用來測試ASIC。當然不是買一顆FPGA回來自已砌,FPGA prototyping已是一個完整的eco-system,發展出不同的設計工具和流程,讓工程師很輕鬆的把ASIC放入FPGA上測試。詳細的內容十分技術性,說了也沒有人看得明白,從略。

這本書外行人完全看不懂,一大堆公司名稱和產品號碼,對一般人更加是丈八金剛摸不著頭腦,不過我倒覺得十分有趣味。那些歷史或多或少也有所聞,畢竟我在行內也混了十多年。這本書很有系統地,把我零碎的記憶串連起來,道出半導體工業中,一個小小領域的興衰史。看這本書才驚覺有些公司,當年曾經是業界龍頭,今日已被對手收購,品牌從市場消失,沒有留下一點痕跡。

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