“Quantum”技術(shù)是易靈思最先提出的專利技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)FPGA結(jié)構(gòu)有很大革命性創(chuàng)新，所以，易靈思初期曾獲得Xilinx的投資，而且實(shí)際上，隨著易靈思新款FPGA型號(hào)不斷推出，也證明了其“Quantum”技術(shù)在功耗和性價(jià)比上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。

下面我們詳細(xì)介紹該項(xiàng)腦洞大開的FPGA架構(gòu)上的創(chuàng)新技術(shù)。

01.Quantum的核心是XLR

Quantum架構(gòu)的FPGA是由XLR(eXchangeable Logic and Routing)單元組成，而XLR 單元可以作為一個(gè)基于查找表的邏輯單元的功能，也可以作為切換矩陣功能，通過軟件進(jìn)行靈活切換。Quantum架構(gòu)FPGA如下圖所示。

而傳統(tǒng)FPGA架構(gòu)，大家都很清楚，傳統(tǒng)FPGA基本結(jié)構(gòu)是由邏輯單元（LE或者Slice）和互聯(lián)資源（Routing switch）組成，并且這兩個(gè)數(shù)量和位置上都是固定的。

傳統(tǒng)架構(gòu)經(jīng)常遇到兩個(gè)問題：

1、設(shè)計(jì)占用了大量的LE,導(dǎo)致互聯(lián)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，但是互聯(lián)資源依然是要浪費(fèi)器件的功耗。

2、設(shè)計(jì)中富含總線，大量的MUX，很有可能LE有富裕，但是互聯(lián)資源告急，沒辦法mapping成功。

所以易靈思通過設(shè)計(jì)一種新的XLR，它既可以作為運(yùn)算資源，又可以作為互連資源。顯然，這種架構(gòu)可以提供更高的靈活性和資源使用的彈性。綜合來看，相比傳統(tǒng)FPGA面積減少2-4倍，功耗降低一半，支持可重配置的靈活寬度的總線以及流水線數(shù)據(jù)路徑，而且降低了生產(chǎn)的難度。

02.7 Metal layers

The competitive Quantum technology only requires 7 metal layers, a significant reduction compared to traditional FPGAs that have 10 to 14 layers. Fewer metal layers translate to a better cost structure and ease of ASIC/ASSP/FPGA integration.

By integrating the Quantum technology into an ASIC or ASSP, you can create more innovative solutions and markets beyond the timeline of silicon tapeout, thereby enhancing the ROI and TTM of your system products.

這意味著這種FPGA設(shè)計(jì)有可能以很低的成本嵌入到ASIC或者ASSP設(shè)計(jì)當(dāng)中。

了解了易靈思的看家本領(lǐng)，我們就知道在國產(chǎn)化FPGA百花齊放的時(shí)代，應(yīng)該如何去選擇合適的FPGA了，易靈思的目標(biāo)市場包括邏輯單元數(shù)量少于15K的IoT 和移動(dòng)應(yīng)用的超低功耗應(yīng)用；邏輯單元數(shù)量在15K 到 150K 之間的傳統(tǒng)應(yīng)用（工業(yè)、醫(yī)學(xué)、汽車、廣播和視頻）和新興市場領(lǐng)域（無人機(jī)、自動(dòng)駕駛汽車、邊緣計(jì)算和各種智能系統(tǒng)）；以及邏輯單元數(shù)量從150K 到 500K及以上的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用。

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審核編輯 ：李倩