FPGA 也要“COM 化”了:oHFM 标准背后的产业信号

作者:电子创新网编辑部

在过去很长一段时间里,FPGA 世界有一条几乎默认成立的“潜规则”:性能越高,定制越深;一代芯片一代板。

接口不统一、载板强绑定、I/O 分配高度碎片化,几乎成了 FPGA 工程的“宿命”。工程师早已习惯:换一颗 FPGA,往往意味着原有载板价值清零

但 SGET 最近发布的 Open Harmonized FPGA Module(oHFM,正在试图打破这条潜规则。它传递出的信号很清晰——FPGA 产业,开始系统性地向 Computer-on-Module(COM)范式靠拢了。

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一、为什么 FPGA 一直没能“模块化”?

如果回头看 CPU / SoC 的发展史,模块化并不是新概念。

在 COM 世界里,开发者早已习惯:

  • 算力在模块上演进

  • 载板长期复用

  • 产品线可以跨性能等级平滑扩展

但 FPGA 长期游离在这套体系之外,原因并不复杂:

第一,I/O 是 FPGA 的灵魂,也是混乱之源
不同厂商、不同系列、不同封装,对引脚、电源、Bank 的定义差异极大,很难抽象出“稳定接口层”。

第二,FPGA 的应用天然偏“工程定制”
高速采集、通信、工业控制、雷达、AI 加速——几乎每一个场景,都在逼着工程师“贴着芯片画板”。

第三,厂商并不急于打破绑定关系
载板、IP、工具链、器件选型深度耦合,本身就是 FPGA 厂商的重要护城河。

也正因为如此,FPGA 虽然性能一路狂飙,但在系统工程效率上,反而越来越吃力。

二、oHFM 在做什么?它不是“又一个封装规格”

oHFM 并不是简单地定义一个尺寸或接口,而是试图建立一套**“可预期的 FPGA 模块工程模型”**。

SGET 把它拆成两种彼此协调的形态:

  • oHFM.c(连接器式)
         面向高 I/O 密度、高速接口和现场可更换需求,支持多种模块尺寸,强调性能可扩展性。

  • oHFM.s(可焊接式)
         面向成本、厚度、可靠性更敏感的量产场景,强调机械强度和制造友好性。

关键不在于“连不连接器”,而在于 harmonized 这件事本身。

oHFM 试图在以下几个层面形成共识:

  • 接口分区逻辑

  • 供电和功耗假设

  • 机械与尺寸体系

  • 高速信号的引出与隔离原则

换句话说,它想让 FPGA 模块第一次具备类似 COM 的特性:底层硅在变,但系统集成的“规则感”不再每次推翻重来。

三、oHFM vs OSM / 私有 FPGA 模块:结构性对比

要理解 oHFM 的行业价值,一项关键判断是它与现有模块形式的差异:

1. oHFM vs OSM(Open Standard Module)

OSM 本身是 SGET 在更早阶段推出的开放模块规范,核心定位是统一载板模块之间的接口规则。
但 OSM 的覆盖面更关注 x86 / ARM 通用模块,并未针对 FPGA 这类高 I/O、强定制特性的平台做深层优化。

相比之下:

  • oHFM 是为 FPGA 异构需求量身设计
         包含高速串口、差分 I/O、混合信号支持等 FPGA      典型需求层面的定义。

  • OSM 强调通用模块互换性
         oHFM 则强调 FPGA 模块内部与载板之间的接口一致性。

可以这样理解:
OSM 是宽泛的“COM 规范”,oHFM 是专向的“FPGA 模块化工程规范”。

2. oHFM vs 私有 FPGA 模块

行业里长期存在的做法是“私有 FPGA 模块 + 定制载板”:

  • 每家 FPGA 厂商/模块商自己定义模块形状

  • 对 I/O、时钟、电源等做自由分配

  • 非兼容不同厂商或系列

这种模式的结果是:

  • 载板资产难以复用

  • 换器件等于重设计

  • 供应链更紧密绑定单一厂商

oHFM 的优势在于:

  • 定义统一模块-载板接口规范
         让载板设计具备跨 FPGA 系列/厂商复用能力

  • 减少非功能性工程消耗
         工程师不再把时间花在重复定义引脚、电源等规则上

  • 促使生态聚焦差异化能力
         厂商竞争更多落在性能、功耗、集成度,而不是“模块形状”。

因此,oHFM 不只是 “另一种模块标准”,而是一种结构性优化工程模式

四、从技术边界看,oHFM 明显瞄准了“高端 FPGA”

如果只是为中低端 FPGA 做模块化,其实意义有限。真正值得关注的是,oHFM 在技术描述中明确覆盖了:

  • 112Gbps PAM4 级 SERDES

  • SoC-FPGA

  • RF ADC / DAC 等混合信号集成

这意味着,它不是为“教学板”或“原型验证”服务的,而是直接面向:

  • 边缘 AI

  • 通信基础设施

  • 高端信号处理

  • 软件定义无线 / 雷达系统

这些领域有一个共同点:系统复杂度已经成为主要瓶颈,而不是单点算力。

当 FPGA 已经强到“够用”,工程团队真正焦虑的,是如何缩短系统级交付周期

五、中国 FPGA / SoC-FPGA 产业是否具备推动 oHFM 的现实条件?

要判断 oHFM 在中国能否落地,不仅需要技术适配,还要看产业链匹配度:

1. FPGA 自主可控态势正在加强

近年来,中国在 FPGA 领域已经出现多个本土 SoC-FPGA 设计企业,包括混合信号 FPGA、智能加速 FPGA 等新品类——这为 oHFM 提供了本土供应层的可能性

但目前阶段:

  • 多数国产 FPGA 聚焦中低 / 中端市场

  • 高端 SERDES、RF 集成能力仍相对薄弱

这意味着 oHFM 的高端应用段仍更依赖进口核心硅

2. 模块化、标准化趋势与国产系统方需求契合

中国制造正在推动从“单机交付”向“平台化、模块化交付”转型。尤其在:

  • 工业自动化

  • 通信设备

  • AI 边缘计算

  • 军工 / 安全领域

这些客户越来越重视系统工程效率与长期可维护性。因此,oHFM 类型的规范,从需求端看具有内生驱动力

3. 生态协同能力尚需提升

标准要落地,需要:

  • 模块供应商

  • 载板设计团队

  • FPGA 芯片厂商

  • 工具链支持

跨角色协同在中国生态仍处在起步阶段。但如果有更多企业基于 oHFM 做出成功案例本身,将会形成局部示范效应,进一步促成生态聚合。

总结来说

  • oHFM 在理念上契合中国市场对模块化、可持续工程体系的需求

  • 但在高端器件层面仍受限于国产高性能 FPGA 的能力

  • 因此,目前更可能是“进口 FPGA + oHFM 规范落地示范阶段”,未来逐步向国产核心推进

六、oHFM 的产业意义:一种成熟信号

oHFM 的出现,揭示出一个更深层的产业阶段变化:

FPGA 正从“靠性能驱动的成长期”,进入“靠系统效率竞争的成熟期”。

当算力提升不再自动转化为竞争优势,当客户越来越在意交付速度、可维护性和产品延展性,标准化就会从“束缚创新”,变成“放大创新”。

CPU 世界走过这条路,SoC 世界走过这条路,现在,轮到 FPGA 了。

oHFM 不一定会成为最终赢家,但它至少明确了一件事:FPGA 行业,已经无法再忽视 COM 化的历史趋势。

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