现场可编程门阵列FPGA（FieldProgrammableGateArray）可以根据需要，通过编程的方式快速地实现一个特定的数字电路或系统。这使得电子产品的研发周期可以大幅缩短，研发成本也可明显降低。目前已广泛地应用于图象声音处理、数据通信和实时控制等诸多领域。FPGA主要供应商有美国的Xilinx、Altera和Actel等著名企业。随着器件结构的日趋成熟和制造工艺的进步，FPGA将在很多设计领域完全替代ASIC产品。可以预见，在未来的几年中，FPGA的市场还将有惊人的增长。
但是，FPGA在我国尚无相应的自主产品。目前的现状是：一方面FPGA器件在我国许多领域已得到了大量应用，一大批诸如华为、中兴和上海贝尔等高技术企业及我国的国防研究和开发部门需要大量使用FPGA器件。另一方面，我国尚无自主的FPGA产品，需要大量进口。而要进口FPGA器件，其周期长、器件型号和封装类型也受到很多限制，一些达到军用性能指标的高性能FPGA器件更受到严格限制。同时国内的价格非常昂贵，这种受制于人的现状严重地制约了我们的技术发展和经济效益的提高。
特点及进展：因此，开发自主产权的FPGA器件产品具有极其重要的意义。我们对FPGA进行了多年的研究，在研究分析国外FPGA产品的基础上，提出了自主知识产权的基于数据通路的FPGA新结构。该结构在数据通路应用上进行了许多优化，可在大量的数据通信、数字信号和图像处理、计算机技术等领域获得更佳的性能。与商用FPGA相比，可以节省至少50%的芯片面积。而在速度上可望达到或接近ASIC设计的运算速度。
到目前为止，我们已完成了从电路结构到版图的设计工作。在经过了严格的功能模拟和仿真的同时，又进行了两次流片。实际测试表明，新结构切实可行。新FPGA结构的规模为3万系统门，采用0.6μmCMOS标准工艺制造。该芯片由16×16个可编程单元组成，高效的可编程逻辑单元和布线结构，使该芯片不仅能实现快速的乘法、算术逻辑功能，而且还可实现一个RISC结构的CPU。由于该芯片采用模块化的结构设计，其规模可根据市场的要求进行灵活的变化。
在FPGA芯片设计的同时，我们还开发了相应的EDA软件工具，内容包括：网表转换、工艺映射、布局布线，及数据转换和下载等模块。能接受其他多种EDA工具的输入格式，具有可扩展性和易于升级的特点。实际测试表明该软件各个模块工作正常，在各个模块组合后的集成环境下，能进行针对我们自主设计的FPGA的开发。以上的各项研究和成果为迅速推出适合市场需要的产品、为实现产业化打下了良好的基础。
为了把科研成果能尽快产生效益，尽快实现产业化、填补我国在这一领域的空白是我们研究的目标。目前，我们一方面对FPGA结构进行进一步的优化，对软件开发系统进行反复的测试，为形成产品化和系列化作准备；另一方面，积极寻求和有关产业界的合作，目前，已获得了包括香港南华集团在内的多方面的支持。我们还希望和有关产业界取得更广泛的合作和获得更大的支持，为实现我国IC产业的发展，并与业界协作作出贡献。 |
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