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FPGA初級課程第一講 FPGA的發展、應用、前景、學習渠道

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lcytms 發表于 2016-10-27 14:40:15 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-31 22:08 編輯

FPGA初級課程第一講
FPGA的發展、應用、前景、學習渠道

Hi,大家好!我是至芯科技的李老師。
今天講課的題目是:FPGA的發展、應用、前景、學習渠道。
對于電子信息、通信等學科的同學來說,EDA設計,也就是電子設計自動化,已成為必修科目。
而EDA的語言工具HDL硬件描述語言,如verilog HDL等,早已為電子專業人員所熟知。
FPGA(Field-Programmable Gate Array),也就是現場可編程門陣列,作為EDA設計和HDL語言的重要載體,已經成為今天電子類產品快速開發的絕對主角。
并且通過掌握FPGA技術,完全能夠勝任IC芯片的前端驗證工作。

今天我就來給大家講解一下,如何通過掌握FPGA技術,來踏上高薪之路,開創自己人生的新天地。
借用夏宇聞老師的一句話,也就是“改變自己,影響周圍”,通過自己的努力,通過掌握FPGA技術,來改變自己的命運,并達到影響周圍環境的目的。
這句話今天也成為了北京至芯科技的座右銘。
我們通過至芯的每一小步,來推動FPGA技術在中國的普及,彌補中國大學EDA教育的不足,提供企業和研究院所緊缺的FPGA專業人才,并使普通學校的學生也能享受優質的FPGA教育資源。
這也正是夏老師最早投身至芯FPGA培訓的初心。

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 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 15:54:40 | 只看該作者
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-27 15:57 編輯

社會普遍就業環境 和 FPGA行業的就業環境

關于這一點,我這里列舉4組數字。
       
        1、2016年全國高校畢業生總數將超過746萬。

        2、2016年就業大學生平均月薪2687元。

        3、FPGA/IC設計行業至少有20-30萬的人才缺口。

        4、FPGA相關行業的工程師指導薪金在4000-30000元。

當前高校畢業生就業難是不爭的事實。
就業壓力大,就業形勢嚴峻,畢業即失業,這成為擺在高校畢業生面前的攔路虎。
而FPGA行業的就業形勢在整個就業環境中,堪稱灰色大背景下的一抹亮麗,為業界所關注。

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3#
 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 16:21:35 | 只看該作者
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-27 19:48 編輯

2014年 中國集成電路行業迎來春天

在國家明確將集成電路產業上升至國家戰略后,2014年6月24日國務院印發了《國家集成電路產業發展推進綱要》。

受政策紅利推動,中國第二大進口商品—集成電路(IC),進入了地方跨越式趕超發展階段。
事實上,2015年中國進口芯片總額達2300多億美元,已經超過原油成為我國第一大進口商品。
國家集成電路產業投資基金(簡稱大基金)設立后,募集資金超過1300億元,決策通過十幾個投資項目,有效帶動了國內資本對集成電路產業的關注與投入。
在大基金的帶動下,多個地方政府也設立了地方版的集成電路產業投資基金,包括北京、上海、四川等地,總體資金量與大基金相同。
國家級集成電路產業基金成立,同時鼓勵社會資本投入,有效激活了集成電路產業的金融鏈。

從中國千億大基金扶持計劃、到“中國制造2025”,政策利好為中國半導體產業帶來了前所未有的發展機遇。
可以說,2014年以后,中國集成電路行業迎來了發展的春天。

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4#
 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 16:57:54 | 只看該作者
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-27 20:00 編輯

中國集成電路行業成為萬億級行業 (位居全球第二)

2014年是整個集成電路有意義的一年。
2014年中國集成電路產業和市場,首次超過一萬億人民幣,10393億元人民幣,這是非常龐大的規模,位居全球第二。
同時集成電路的設計業首次過千億,也意味著隨著國家實力增強,國內的市場需求的產業發展都在同步的發展。
未來看國內的市場增速,2017年預計到2000億美元龐大的市場,對國內產業的未來發展提供了很好的契機。

芯片(集成電路)被喻為“工業糧食”,中國一直是全球最大的芯片進口國。
隨著中國力量的崛起,全球芯片產能正加快向中國大陸轉移,全球芯片產業格局進入大調整階段。
近年來,三星、英特爾等全球芯片巨頭都積極在中國進行布局,擴大在這個全球最大芯片市場的產能投入。
此外,中國自主終端品牌廠商如華為、中興、比亞迪、聯想、大疆創新等公司的崛起,對半導體產品需求量大增,在半導體芯片產品的采購上,已經成為僅次于美國的全球第二大客戶。

集成電路產業發展的終極驅動力是上游技術創新和下游終端需求。
上有國家創新意志推動,下有眾多終端廠商支持,中國集成電路產業面臨千載難逢的發展良機,大有可為。
同時,抓住機遇,實現產業良性發展,加速培育有核心競爭力的新技術和新產品,是中國集成電路產業亟待解決的核心問題。

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 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 17:26:07 | 只看該作者
FPGA的應用范圍

FPGA的最初也是傳統的應用領域是通信領域,包括無線通信和有線通信。
但是隨著信息產業和微電子技術的發展,FPGA技術已經成為信息產業最熱門的技術之一,應用范圍遍及航空航天、汽車、醫療、廣播、測試測量、消費電子、工業控制、計算機設備、武器裝備等熱門領域,并隨著工藝的進步和技術的發展,滲透到生活的各個角落當中。

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 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 20:10:57 | 只看該作者
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-27 20:14 編輯

FPGA的應用范圍

FPGA被廣泛應用于各種嵌入式處理解決方案,在追求更低成本、更低功耗、更小尺寸的同時,實現了性能上的不斷提升。

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 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 20:23:33 | 只看該作者
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-27 20:25 編輯

FPGA經典應用——奧運會畫卷

利亞德電子技術公司在2008奧運會開幕式畫卷LED屏控制系統中選用了Altera的Cyclone® II FPGA,展示了Altera提供功能優異、高性價比解決方案的能力。

LED顯示屏應用于鳥巢場內四周以及地面中心的畫卷上。
每個LED屏控制系統采用了4,000片Altera Cyclone II FPGA。
利亞德系統掃描和控制的逼真視頻圖像顯示在LED屏上。
Cyclone II器件完成控制器電路板的圖像處理、編碼和數據發送功能。

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 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 20:52:47 | 只看該作者
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-27 20:54 編輯

IBM服務器——插入FPGA性能提高30倍

OpenPOWER是以IBM、NVIDIA、Mellanox、Google、TYAN為首的5家公司,于2013年8月發起的一個技術推廣聯盟。
截止到2015年6月,OpenPOWER會員數量超過了130家,來自于中國的廠商就超過了20家。

OpenPOWER所推廣的技術就是基于IBM POWER8及以后的處理器與平臺技術,這其中POWER8處理器所具備的一致性加速處理器接口(CAPI,Coherent Accelerator Processor Interface)就是一個重要的技術點,也正是它讓FPGA迅速成為了新一代異構計算的亮點。

由于CAPI接口并非傳統意義上的I/O驅動模式,直接走硬件代理與CPU溝通,所以從應用的全局視角,數據的訪問步驟明顯減少(FPGA與CPU對等訪問),讓數據訪問效率大幅度提高,總延遲約是傳統模式的1/36,同時這種應用加速設計,對于應用的編程修改影響最小。

在這種CAPI+FPGA的應用中,一臺服務器加一個FPGA加速卡就可以替代傳統的30臺服務器。

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 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 21:08:34 | 只看該作者
擁有現場可重構功能的FPGA是下個風口

今年以來,美股中漲得最好的是計算機板塊,計算機板塊里漲得最好的是半導體芯片公司。
傳統PC芯片巨頭積極向人工智能、物聯網等領域轉型,與此同時,集成電路產業鏈并購愈演愈烈。
市場人士認為,集成電路板塊已站上風口,迎來投資者越來越多的關注。

而可重構器件有望成為未來物聯網芯片的基本形態,而FPGA是當前可重構芯片的主要實現形式。
FPGA全球市場容量目前約為45億美金,隨著物聯網時代的逐步到來,擁有現場可重構功能的FPGA有望成為下個風口。

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 樓主| lcytms 發表于 2016-10-27 21:40:50 | 只看該作者
本帖最后由 lcytms 于 2016-10-27 21:42 編輯

iPhone7 中植入FPGA

iPhone 7和iPhone 7 Plus發售不久后,著名的拆解網iFixit和Chipworks均對這款手機進行了拆解。
根據Chipworks的介紹,他們在拆解過程中發現了一枚神秘的芯片——來自Lattice半導體公司的FPGA芯片。

iPhone 7中的FPGA芯片安裝在數據中心,作用在于加速機器學習。
這也是蘋果首次在iPhone上配備該芯片,而此類芯片在數據中心一直是機器學習的發動機。
據業內人士分析,iPhone 7上的這枚FPGA芯片,可能有關于機器學習,也可能用于為AR技術(增強現實技術)做準備。
不過目前似乎還未對這個芯片進行使用,猜測在未來的固件中或許會對該芯片的功能進行修改。

蘋果此舉非常有趣,也絕對地一反常態,而蘋果總喜歡出人意料,要知道給手機加FPGA會增加制造成本,而這種芯片在手機內還比較少見。
究竟這枚FPGA芯片將在iPhone 7上發揮何種作用?讓我們拭目以待吧!

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