2016年对半导体产业来说是艰难的一年，最后的统计数字也显示整体产业成长表现平平；PGA供货商的表现看来超越整体半导体市场，最引人瞩目的就是英特尔在2015年完成收购Altera。

另一家FPGA供货商Microsemi则在2015年完成收购PMC-Sierra，接着又将远程无线电头端业务(Remote Radio Head Business)出售给MaxLinear，以及将电路板级产品出售给Mercury System。还有莱迪思半导体(Lattice)，在2015年收购Silicon Image之后，新添加的授权业务与ASSP产品营收也开始计入整体营收。

这些事件使得统计FPGA供货商营收的工作变得更复杂，以下是笔者约略的估计： 20170308 FPGA NT02P1 作者估计的2016年FPGA供货商营收排行榜（来源：Paul Dillien）

笔者统计以上数字时，调整了CPLD、ASSP与电源组件等项目的营收，但纳入了软件以及IP；因此我的结论是FPGA领域成长表现超越整体半导体市场的成长率(分别为6%与1.5%)。

厂商的市占率变化感觉不大，虽然英特尔执行长Brian Krzanich声称Altera的版图扩张；而令我惊讶的是Xilinx并没有快速拉大与对手的差距；Xilinx已经在前三个制程节点领先Altera，进入16/14奈米的时间比对手快了一年以上，我预期这种主导地位也将带来更多的客户订单以及营收。

而无可否认的，那些高阶FPGA组件是倾向于应用在包括ASIC硬件仿真(emulation)、通讯或是军事等特殊应用；但这些应用通常会带来显着的影响。采用复杂FPGA的设计时间越来越长，但我预期ASIC硬件仿真会最快问世。

硬件仿真器业者必须要打造一个复杂的软件环境，将ASIC设计划分为可管理的区块，然后将设计传递至供货商使用的工具；这是个浩大工程，但不需要像是提供给终端客户时那样验证设计并将之与软件整合。特别是通讯应用产品往往更复杂，会花更长时间才会进展至量产阶段，军事应用更甚，这些应用可能会在接下来几季让Xilinx的营收加速成长。

而笔者猜测，Altera成为英特尔一部份的种种优势还没那么快显现；人人都知道英特尔意图利用FPGA做为加速器，以维持在数据中心应用领域的强势地位。不过其负面影响可能会是让Altera较忽略数据中心以外的其他市场──但时间会告诉我们答案。

至于Microsemi，我怀疑我低估了该公司的FPGA营收，Lattice的营收数字又可能估得太高；以上两家公司都没有定期公布营收数字。

Microsemi特别专注FPGA在国防与航天领域的安全性应用，这些设计都会花比较长的时间，但项目投入量产后也会持续较长年限；Microsemi可以从美国增加国防预算的提案获益更多。Lattice的产品以消费性应用为大宗，其特征就是量产快速，但也很快就会衰退；该公司的中阶产品阵容也十分坚强。

QuickLogic的FPGA营收出现急遽下滑，主要是因为该公司的生意仰赖大客户三星(Samsung)；该公司执行长预期能在2017年底结束长期亏损，达到损益两平。笔者在上面的表格中的「其他」FPGA供货商，还包括一家风险资本(VC)投资的私人公司Achronix，亦无财报数字可参考。

那…到底哪一款产品可以称得上2016年度最佳FPGA？其实每个人对于“最佳”的定义都会有所不同，总之根据笔者的观察，去年最复杂的一款FPGA产品就是Virtex UltraScale+，天知道一个团队是花了多长的时间才设计并验证那样一款有280万个逻辑闸、96个收发器以及60万个逻辑单元多处理器核心MPSoC架构的组件。

FPGA是什么

FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA——工作原理

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。 现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件。与传统逻辑电路和门阵列(如PAL，GAL及CPLD器件)相比，FPGA具有不同的结构，FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。

FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程.

FPGA——特点

1)采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

5) FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。

FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。

加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。

FPGA——内部结构

FPGA/CPLD结构由三大部分组成的。

1.一个二维的逻辑块阵列，构成了PLD器件的逻辑组成核心。

2.输入/输出块。

3.连接逻辑块的可编程内部连线资源。连线资源：由各种长度的连线线段组成，其中有一些可编程的连接开关，它们用于逻辑块之间、逻辑块与输入/输出块之间的连接。

Fpga的内部规模非常大，内部相当于几千块通用IC芯片。

FPGA——配置模式

FPGA的多种配置模式：

并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;

主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;

串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;

以及外设模式;

外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程。　　如何实现快速的时序收敛、降低功耗和成本、优化时钟管理并降低FPGA与PCB并行设计的复杂性等问题，一直是采用FPGA的系统设计工程师需要考虑的关键问题。如今，随着FPGA向更高密度、更大容量、更低功耗和集成更多IP的方向发展，系统设计工程师在从这些优异性能获益的同时，不得不面对由于FPGA前所未有的性能和能力水平而带来的新的设计挑战。

例如，领先FPGA厂商Xilinx最近推出的Virtex-5系列采用65nm工艺，可提供高达33万个逻辑单元、1,200个I/O和大量硬IP块。超大容量和密度使复杂的布线变得更加不可预测，由此带来更严重的时序收敛问题。此外，针对不同应用而集成的更多数量的逻辑功能、DSP、嵌入式处理和接口模块，也让时钟管理和电压分配问题变得更加困难。　　幸运的是，FPGA厂商、EDA工具供应商正在通力合作解决65nm FPGA独特的设计挑战。不久以前，Synplicity与Xilinx宣布成立超大容量时序收敛联合工作小组，旨在最大程度地帮助系统设计工程师以更快、更高效的方式应用65nm FPGA器件。设计软件供应商Magma推出的综合工具Blast FPGA能帮助建立优化的布局，加快时序的收敛。FPGA的配置方式越来越多元化!