MAX 10变身FPGA：性能大幅提升，价格依旧实惠

Altera公司的MAX产品家族源自上世纪末年推出的低成本CPLD，迄今总销量已超过10亿片。在中国，MAX的销量超过4亿，可见其受欢迎的程度。下表列出了历代MAX家族的工艺技术和关键特性。

表1：历代MAX家族的工艺技术和关键特性
  　  MAX 7000S CPLD  MAX  3000A  MAX  II  MAX  IIZ  MAX  V  MAX 10 FPGA
  CPLD  CPLD  CPLD  CPLD
  推出年份  1995  2002  2004  2007  2010  2014
  工艺技术  0.50 µm  0.30 µm  180 nm  180 nm  180 nm  55 nm
  关键特性  5.0 V I/O  低成本  I/O 数量  零静态功耗  低成本，低功耗  非易失集成

今年10月，Altera推出了最新一代的MAX产品：MAX 10。与上一代产品相比，MAX 10很特殊。首先在型号命名上，MAX 10采用了阿拉伯数字10，而上一代则采用罗马数字V。实际上，命名上的差异已经昭示了MAX 10较上一代发生了质的变化。

简而言之，MAX 10是一个基于台积电55nm工艺、集成非易失存储器的FPGA。

Altera公司对MAX 10的发布非常重视。该公司的产品营销资深总监Patrick Dorsey先生来京为我们讲解了MAX 10的特点和目标应用。

首先，MAX 10不是CPLD。与MAX II、MAX V不同，MAX 10采用了FPGA架构。Dorsey介绍说，以后Altera的新产品都将称作FPGA。但因为定位于低端，所以Altera公司决定依然将MAX 10列归为MAX家族。Altera现有的MAX II和MAX V CPLD仍将继续发售。

Altera称，MAX 10是一款“革命性”的产品。它是业界第一款非易失、双配置的FPGA。除了非易失、瞬时接通的双配置，MAX 10还集成了嵌入式处理器、ADC、嵌入式RAM和DSP模块，以及DDR3外部存储器接口。由于它的高集成度，采用MAX 10可以大幅减少外部元器件的数量，简化系统，减小电路板面积，如下图所示。


图1：MAX 10简化了传统的FPGA系统

瞬时接通和双配置是MAX 10最值得关注的两大优势。

系统启动时的瞬时接通：片上闪存让MAX 10 在不到10 ms的时间内完成配置。对于系统管理应用，瞬时接通特性使得MAX 10 FPGA成为系统电路板上最先工作的器件，控制其他电路板元器件的启动。在数据通路应用中，瞬时接通特性支持MAX 10 FPGA在上电时提供积极的用户交互功能。


图2：MAX 10内部集成多种功能

双配置保证了失效安全更新：MAX 10的片上闪存支持双配置，在一个芯片中实现两个FPGA设计。利用双配置功能，器件可以完成失效安全更新，一个闪存模块指定用于更新镜像，而另一个模块保留用于“安全”工厂镜像。通过这一功能，能够更快的部署系统，降低了维护成本，运行生命周期更长。

Dorsey介绍说，MAX 10广泛应用于工业、汽车和通信等领域。在中国，工业应用（包括工业驱动、电机控制和I/O模块）是MAX产品的主要应用目标。汽车应用（包括信息娱乐系统、辅助驾驶系统和电动汽车）尚未启动。

Dorsey补充说，虽然MAX 10属于FPGA，但它的定位与Altera的Cyclone系列FPGA并不重叠：Cyclone是一个具有复杂功能的高端器件，而MAX 10的优势依旧是物美价廉。

表2：MAX 10产品系列的配置