我的中国“芯” | 高云半导体GW2A-55K：通用架构中密度国产FPGA

近来一段时间，国内半导体行业风生水起。并购的并购、私有化的私有化、入股的入股，随着大量资金的涌入，半导体产业链不断的补齐。海思、展讯、全志、君正等移动终端平台厂商在移动大潮之下突飞猛进，给国人“我们也不差多少”的感觉。可是回头一看，麒麟 930 里面最核心的东西不是我们自己的！做平台渐渐的像做终端靠近了，难保以后不会像手机一样，有钱谁都能做，可是没有自己的核心技术。

无论是移动平台还是传感器，国内厂商一拥而上。而真正体现半导体行业高度的 FPGA，涉及者寥寥无几，中国是世界上 FPGA 第一消费国，有近三分之一的 FPGA 购买量，但基本靠进口。京微雅格剑走偏锋，航天 722 所无心市场纷争，只有高云半导体正常一点走通用架构这条路。相比于航天 722 所的看破红尘、京微雅格的先天不足高，云半导体的憨厚朴实更让人安心。

广东高云半导体科技股份有限公司于 2013 年底斥资 5 亿成立。公司以 FPGA 半导体器件为主要产品，提供编程设计软件，IPs，参照设计，演示板等服务的完整解决方案。高云半导体的“朝云”系列包括两个产品家族，GW2A 采用台积电的 55nm 工艺，GW3S 采用台积电的 40nm 工艺，逻辑单元从 18K LUT 到 100K LUT。

高云 FPGA GW2A-55K 实物图

GW2A-55K 是 GW2A 系列里的中高端产品，可提供丰富的片上资源及灵活的操作模式：多达 5 兆位的存储器块能够提供多种模式、多种深宽度配置及单双端口的读写操作；54720 个 4 输入查找表，41040 个寄存器，76x90 个逻辑单元，40 个 18X18 的 DSP 模块，可进行高速的加法、减法、乘法及累积算法；最多 498 个数字单端输入输出，可支持从 1.2V 到 3.3V 的输出电压，驱动电流可配置，多种广泛应用的输入输出协议如 LVTTL、LVCOMS、PCI、HSTL、SSTL、RSDS、LVDS 等；6 个通用锁相环工作范围从 3MHz 到 500MHz 并提供多种用户时钟操作模式；动态 I/O bank 控制器的独立模块的待机工作模式以及更低的工作电压；可使用 3.25Gpbs SERDES 多达八通道；支持广泛的接口标准，包括 DDR2、DDR3、ADC、视频、SPI4、PCI Express、以太网和 CPRI。有 484PBGA、672PBGA、1156PBGA 三种封装。

GW2A-55K 结构示意图

高云半导体推出云源软件设计系统，专为高云半导体的 FPGA 芯片而配套的集成电路设计与实现工具。云源系统针对高云 FPGA 芯片构架的低功耗、低成本特点进行了全面的优化设计，覆盖了从 HDL 电路功能描述到 FPGA 位流（bit stream）的完整流程，包括了优化设计、自动设计、图形交互设计等功能，具有性能优越、容易使用等特点。

云源软件设计系统 GUI

Synopsys 为高云提供前 SynplifyPro 高云版端软件软件，是中国唯一由新思授权的 FPGA 前端软件，具有 SynplifyPro 的所有功能，可针对高云芯片架构进行优化，覆盖 FPGA 设计的全流程，从 RTL 综合到产生 FPGA 位流(bit stream)，支持高云 FPGA 芯片所有功能，支持高速输入输出模块和嵌入式存储器模块、DSP，支持 10 万宏单元(100K LUTs)设计规模。

在后端软件方面，高云半导体推出星核计划，以建立 FPGA 的生态系统和 IP 核的资源库，将与高校、科研机构、企业联动，形成联合研发群体，实现知识产权共享，促进产业链发展。作为该计划的发起人,将从软件工具、实验板和芯片层面为研发环境提供便利。

本次选来的“别人家的孩子”也是以低功耗著称的 Altera Cyclone II 系列的 EP2C8。EP2C8 基于 300mm 晶圆，采用台积电 90nm、低 K 值电介质工艺。

EP2C8 最小系统版

具体特性对比如下表：

同系列文章：

1、海尔：我们玩的起射频收发器

2、兆易 GD32：32 位 MCU 市场给我腾块地儿

3、联芯老骥伏枥，望千元智能手机芯片市场而兴叹？

4、麒麟 920：我“八核”，我骄傲！

5、凌阳 SPCE061A：见识国产 16 位 MCU 有啥好

6、炬芯 ATM7059：为 Android 而生，四核我最亲民

7、笙科 A8153：国产无线射频收发 SoC 抬得起头