你是否想过,像搭乐高一样自由设计芯片?FPGA(现场可编程门阵列)正是这样的存在——它如同一张“数字白板”,通过编程可瞬间变身成CPU、专用ASIC。
但长期以来,FPGA的开发工具和核心架构被少数巨头垄断,高昂的授权费和封闭生态让创新者望而却步。
一、开源浪潮:从“不可能”到“不可逆”
2025年,全球首款100%开源FPGA IP——Platypus横空出世。这款由美国初创公司Zero ASIC发布的产品,首次实现了100%开源架构、100%开源比特流、100%开源工具链三位一体。用户可自由修改底层设计,无需向厂商支付“技术赎金”。
更早的探索已埋下伏笔:
高校先锋:日本大阪大学的OpenFPGA框架支持晶体管级定制;
巨头转身:英特尔推出开放式FPGA堆栈(OFS),将硬件参考代码和驱动开源;
中国力量:王轩等开发者开源了USB控制器、RISC-V SoC等20余个FPGA项目,紫光同创与12所高校共建FPGA实验室。
二、为什么FPGA必须拥抱开源?
1. 成本砍一刀,创新加速度
传统FPGA开发需支付EDA工具授权费(年均数十万美元)、IP核使用费,而开源工具链如SymbiFlow已可替代商业软件。QuickLogic公司实测显示,开源模式降低开发成本70%,项目周期缩短50%。
2. 安全可控,拒绝“黑箱”
闭源FPGA的比特流格式如同加密黑箱,用户无法验证是否存在后门。开源架构则允许逐行代码审查,军工、航天等关键领域尤其重视这一点。
3. 打破“生态锁喉”
“国产FPGA最大痛点不是硬件,而是EDA工具和IP生态薄弱。” 开源社区正填补这一缺口:
阿里平头哥开源RISC-V MCU平台,降低嵌入式开发门槛;
深度学习框架OpenPARF用PyTorch实现FPGA布线算法,提升效率20倍。
三、挑战仍在,但未来已来
开源FPGA仍面临三重门:
硬件门槛高:设计需精通电路、半导体物理,非软件开源可比;
工具链性能瓶颈:开源布线工具效率仍落后商业软件;
生态碎片化:各厂商标准不一,如同“方言大战”。
但趋势不可逆转——正如RISC-V基金会CTO所言:“开源不是选择,而是进化。” 英特尔、AMD等巨头已积极布局,中国厂商更可借势突围:
利用开源IP核减少对ARM、Synopsys的依赖;
通过高校合作培养FPGA人才;
在AI、物联网等新兴领域建立差异化生态。
文章来源:FPGA入门到精通