1.5　FPGA的主要厂商

除了大家耳熟能详的Xilinx和Altera两家FPGA厂商，世界上还有其他一些FPGA厂商，这些厂商的产品虽然不如Xilinx和Altera产品那样得到了广泛的应用，但也各具特点。本节将简单介绍一下世界上的主要FPGA厂商。

1.5.1　Xilinx公司

Xilinx（赛灵思）公司成立于1984年，首创了现场可编程逻辑阵列这一创新性的技术，并于1985年首次推出商业化产品。Xilinx公司是全球领先的现场可编程逻辑完整解决方案的供应商。Xilinx公司主要研发、制造并销售集成电路、软件设计工具，以及作为预定义系统级功能的IP（Intellectual Property）核。客户使用Xilinx公司及其合作伙伴的自动化软件工具和IP核对FPGA进行编程，可以完成特定的逻辑操作。目前Xilinx公司满足了全世界对FPGA一半以上的需求。Xilinx公司的产品线还包括复杂可编程逻辑器件（CPLD），在控制应用方面，CPLD通常比FPGA的速度快，但其提供的逻辑资源较少。Xilinx公司的可编程逻辑解决方案缩短了电子设备制造商开发产品的时间，并加快了产品面市的速度，从而减小了制造商的风险。与采用固定逻辑门阵列相比，采用Xilinx公司的FPGA，客户可以更快地设计和验证设计的电路，而且由于Xilinx公司的FPGA是只需要进行编程的标准部件，客户不需要像采用固定逻辑门阵列那样等待样品或者付出巨大的成本。

图1-6是Xilinx公司的商标和典型的芯片实物。

1.5.2　Altera公司

总部位于硅谷的Altera公司自从1983年发明世界上第一款可编程逻辑器件（PLD）以来，一直是定制逻辑解决方案的领先者。Altera公司秉承了创新的传统，是世界上可编程芯片系统（SOPC）解决方案倡导者。Altera公司在世界范围内为14000多个客户提供高质量的可编程解决方案，其产品将可编程逻辑的内在优势（灵活性）、产品面市时间、性能和集成化结合在一起，可满足大范围的系统开发需求。Altera公司的产品不但有器件，还包括全集成软件开发工具、通用嵌入式处理器、经过优化的知识产权内核、参考设计实例和各种开发工具等，其产品广泛应用在汽车、计算机、医疗、军事、测试测量、网络等领域。

图1-7是Altera公司的商标和典型的芯片实物。

1.5.3　Lattice公司

Lattice（莱迪思）公司成立于1983年，提供在业界得到广泛应用的FPGA、PLD及相关软件，如现场可编程系统芯片（FPSC）、CPLD、可编程混合信号产品和可编程数字互连器件。Lattice公司还提供业界领先的SERDES产品。相对于其他FPGA厂商的产品而言，Lattice公司的产品能提供瞬时上电操作、安全性和节省空间的单芯片解决方案，以及一系列非易失可编程器件。

图1-8是Lattice公司的商标和典型的芯片实物。

1.5.4　Actel公司

Actel（爱特）公司成立于1985年，在成立的最初20多年里，Actel公司一直效力于美国军工和航空领域，并禁止对外出售其产品。后来Actel公司开始逐渐转向民用和商用，除了反熔丝系列FPGA，还推出可重复擦除的ProASIC3系列FPGA（主要针对汽车、工业控制、军事航空行业）。与其他公司的FPGA（如Altera、Xilinx、Lattice等公司）相比，Actel公司的FPGA具有以下优点：

（1）本质结构不一样。Actel公司的FPGA采用Flash结构，Altera、Xilinx和Lattice等公司的FPGA采用SRAM结构，掉电后数据会丢失，所以需要一块配置芯片，而Actel公司的FPGA无须配置芯片。

（2）安全性。Actel公司的FPGA内部具有两重保密功能：一重是128位Flashlock加密，另一重是128位的AES加密（全部在软件中设置），真正达到保护知识产权的目的。Flashlock密钥用于保护芯片，防止他人进行校验、编程和擦除。只有使用正确的128位Flashlock密钥才能进行对芯片擦除。要想破解Flashlock密钥以及128位的AES密钥，即使使用世界上最快的计算机也需要100亿年。因此，Actel公司的代码可以在网上传输，即使被截获了也无法破解。也许有人会说可以使用反向工程的方法，采取打磨芯片来获取开关状态，但Actel公司FPGA中的晶体管在7层金属铜之下，如果把前7层的金属铜打磨掉，不破坏布线结构和内部的晶体管是不可能的。这也是在军事和航空领域中使用Actel公司FPGA的原因。

（3）上电即运行。与其他公司的FPGA相比，Actel公司FPGA的另一个优点是上电即运行。这个特性有助于系统组件的初始化、处理器唤醒紧急任务的执行。Altera和Xilinx公司的FPGA从上电到正常工作需要0.2 s。这也正是Actel公司的FPGA广泛用于航空或者军事领域的原因。例如，在不停车收费系统中，就利用了Actel公司FPGA上电即运行的功能。当汽车在高速公路上行驶时，其速度特别快，当汽车离收费区域较远时，FPGA处于掉电状态。当汽车接近收费区域时，FPGA启动工作，这就要求FPGA必须具有上电即工作的功能。采用SRAM结构的FPGA，上电配置需要0.2 s，可能导致的后果是当FPGA开始工作时，汽车已经离开了射频识别区，收费系统主站无法接收到汽车发送的数据。

（4）无可挑剔的稳定性。Actel公司的FPGA具有固件免疫能力，任何高能量的中子和α粒子撞击器件都不会对Actel公司的FPGA产生影响。但采用SRAM结构的FPGA不能承受高能量粒子的撞击，无法在恶劣的环境中工作。上海中科院物理研究所承担的“嫦娥1号”项目中，就是使用的Actel公司的反熔丝FPGA，这也是Actel公司FPGA在军事、汽车行业中的优势所在。

图1-9是Actel公司的商标和典型的芯片实物。

1.5.5　Atmel公司

Atmel在系统级集成方面拥有世界级的专业知识和丰富的经验，其产品可以在现有模块的基础上进行开发，保证最小的开发周期和风险。凭借业界知识产权的组合，Atmel公司是提供电子系统完整解决方案的厂商。Atmel公司的集成电路主要应用在消费、工业、安全、通信和汽车等领域。

Atmel公司是高级半导体产品设计、制造的行业领先者，产品包括微处理器、可编程逻辑器件、非易失性存储器、安全芯片、混合信号及射频信号识别技术集成电路。通过这些核心技术的组合，Atmel公司生产出了各种通用目的及特定应用的系统级芯片，可满足电子系统工程师不断增长和演进的需求。

图1-10是Atmel公司的商标和典型的芯片实物。