儘管現場可程式化類比陣列(field programmable analog array,FPAA)在大約15年前首次出現在市場上時,似乎未能像它的「前輩」FPGA那樣引起注意,但仍有廠商堅守FPAA技術領域,例如美國業者Anadigm。而另一家美國業者Silego在過去兩年則是出貨了超過10億顆的可配置混合訊號晶片(configurable mixed-signal ICs,CMIC)。

考量應用知識以及特定功能,這類可程式化方案仍有不少市場需求;在設計整合式元件,特別是包含一系列類比與混合訊號功能時,到底有哪些資源應該要被納入、那些又不需要,總是會讓工程師陷入兩難境界。此外在類比領域,這些資源如何被組合配置,會使得晶片整體性能有很大的不同;這需要回溯至設計軟體,且通常需要以FPAA/CMIC製作原型的替代方案。

需要補充最新電源技術能量?快來免費參加Tech Taipei研討會!

其結果是,類比/混合訊號基礎元件設計有可能會同時無法達到性能需求以及趕不上量產時程;在這種情況下,技術推動(technology-push)產品──因為我們可以做到,所以內含了任意數量的運算放大器、電壓比較氣、LDO穩壓器、電位轉移器以及互連矩陣──可能會失敗。

若要取得成功,似乎是得找到一個包含大量離散類比元件、邏輯與電源元件的量產應用,並以那些資源或是更多資源來設計IC,讓工程師進行配置;有了已知的市場,還有已知的性能、PCB佔位面積、功耗…等等規格,而如果FPAA/CMIC版本還能勝過原來的離散方案,那就更讓人開心了…除了那些離散元件供應商。

我認為這種方案的不同之處,就像是主題式樂高積木組合與傳統無特定主題樂高積木之間的差異;前者會提供能打造一艘海盜船、並讓船上站滿海盜所需的零組件,而你可以選擇需要安裝幾支桅桿、幾門大砲,以及要幾個海盜。我個人可能會喜歡無主題樂高積木,因為能隨心所欲地拼出任何一種東西,但海盜主題的積木組以及盒子上印的參考設計,加快了把積木組合成玩具的時間。

在這種規則之下,Silego能利用在筆記型電腦主機板領域的經驗,打造一系列類比/混合訊號基礎元件超級組合,在取代了分離式類比與邏輯元件方案之於,又同時能顧及到不同客戶可能會希望能以不同方式進行客製化設計的需求。

Silego期望能以其方案在多頭化發展的物聯網(IoT)與工業電子領域擴展版圖,對於一家在銷售量、營收與利潤等方面確實已經成長的公司來說,很難說他們不會成功;而且該公司正在鎖定的那些市場之多頭發展狀況,確實會在晶片設計資源配置時面臨許多挑戰。

如果像是Silego這樣的廠商能繼續與客戶密切合作,而各種不同應用與功能也能持續推動更新一代的CMIC設計,前途是十分看好的;關鍵就在於根據實際的應用來提供實際的整合方案。Anadigm目前的想法看來也是相同的,該公司目前的FPAA特別針對通用RFID讀取器提供基頻訊號濾波方案,並可簡化重低音訊號調節音訊晶片的類比設計。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Why programmable analog is like a themed box of Lego,by Peter Clarke)