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Analog Devices

Analog Devices:FPGA 高速数据转换、RF、时钟与电源生态核心厂商

Analog Devices

Analog Devices,简称 ADI,是全球重要的模拟、混合信号、数据转换、射频、数字信号处理、电源管理和传感器半导体企业。

公司成立于 1965 年,总部位于美国马萨诸塞州 Wilmington。ADI 的核心业务是把现实世界中的声音、无线电信号、电压、电流、温度、压力、光线和运动等模拟信号转换、调理和处理成数字系统能够使用的数据。

在 FPGA 产业中,Analog Devices 是一家非常特殊的企业。

严格来说,Analog Devices 目前并不是 AMD XilinxIntel AlteraLattice Semiconductor 或 Microchip 那样的通用 FPGA 芯片制造商。

ADI 当前官方网站列出的主要产品类别包括 Amplifiers、Clock ICs、Data Converters、Interface ICs、Isolation、Memory、Motors、Power Management、Processors、RF & Microwave、Sensors 和 Switches 等,并没有把 FPGA 作为独立芯片产品类别。

但是,如果从真正的 FPGA 系统设计来看,Analog Devices 又是整个 FPGA 生态中非常重要的企业。

大量通信设备、软件无线电、雷达、电子测试仪器、高速数据采集、工业控制、医疗设备和科学仪器都会采用一种典型结构:

ADC / DAC / RF Transceiver + Clock + FPGA + Memory + Power。

在这种系统里面,FPGA 负责高速数字逻辑、并行运算和数据处理,而 Analog Devices 经常负责 FPGA 两端最关键的模拟世界接口。

因此,把 Analog Devices 完全排除在 FPGA 产业之外,同样是不准确的。

Analog Devices 公司简介

Analog Devices 由 Ray Stata 和 Matthew Lorber 于 1965 年在美国 Massachusetts 的 Cambridge 创立,两位创始人均具有 MIT 背景。

今天公司总部位于 Wilmington, Massachusetts。ADI 官方把自己的核心能力定义为高性能 Analog、Mixed-Signal 和 Digital Signal Processing 技术,并提供 IC、算法、软件和完整子系统。

2021 年,Analog Devices 完成对 Maxim Integrated 的收购,使公司的产品范围进一步扩大到电源管理、接口、模拟、数据转换、安全和其他混合信号领域。

ADI 当时表示,合并后的企业拥有超过一万名工程师,并形成更加完整的高性能模拟半导体产品体系。

这一产品组合与 FPGA 系统有非常紧密的联系,因为一块真正的 FPGA 板卡往往并不只需要 FPGA 本身,还需要 ADC、DAC、Clock、Power、Interface、PHY、Amplifier 和各种模拟器件。

Analog Devices 为什么经常和 FPGA 同时出现?

FPGA 本质上是一种数字芯片

它非常擅长:数字逻辑, 并行计算, DSP, 高速接口, 协议处理, 状态机, 数据流控制。

但是 FPGA 本身通常不能直接理解现实世界中的模拟信号。

例如天线接收到的是模拟 RF Signal。

麦克风产生的是模拟电压。

传感器产生的可能也是模拟电压或者电流。

雷达接收到的是高频模拟波形。

FPGA 要处理这些数据,通常必须首先通过 ADC 把模拟信号转换成数字数据。

反过来,如果 FPGA 计算出来的数据需要变成无线电信号、音频信号或者控制波形,就需要 DAC。

Analog Devices 最强的产品领域之一恰恰就是 ADC 和 DAC。

所以在很多高性能系统里:

FPGA 是数字大脑,ADI 芯片是连接数字世界和真实世界的高速入口与出口。

ADC 与 FPGA

ADC 是 Analog-to-Digital Converter,也就是模数转换器。它把连续模拟电压转换成数字数据。

例如一个高速 ADC 每秒可以采样几百万、几亿甚至数十亿次,然后把大量数字数据不断发送给 FPGA。

FPGA 接收到数据以后,可以进行:

Digital Filtering。

FFT。

Digital Down Conversion。

Radar Processing。

Image Processing。

Trigger Detection。

Data Compression。

AI Preprocessing。

Packetization。

因为这些数据流速非常高,所以普通 MCU 往往无法实时处理。

FPGA 的并行架构非常适合这种工作。

因此“高速 ADC + FPGA”已经成为电子测试、通信和雷达系统中非常经典的组合。

AD9213:10.25 GSPS RF ADC

例如 Analog Devices 的 AD9213 是一颗 12-bit RF ADC,最高采样率达到约 10.25 GSPS,模拟输入带宽达到大约 6.5GHz。

这里的 GSPS 是 Giga Samples Per Second,也就是每秒十亿次采样。

10.25GSPS 意味着 ADC 每秒可以产生超过一百亿次数字采样。

这样的数据量普通 MCU 根本无法处理,因此需要高速 FPGA 或专用数字处理芯片

ADI 的 AD9213 Evaluation Platform 就通过 FMC+ 接口连接 FPGA Data Capture Board,并使用 JESD204B 高速串行接口传输 ADC 数据。

这就是 Analog Devices 与 FPGA 之间最典型的关系。

ADI 负责把高速模拟世界数字化。

FPGA 负责接收和处理海量数字数据。

DAC 与 FPGA

DAC 是 Digital-to-Analog Converter,也就是数模转换器。工作方向与 ADC 相反。

FPGA 首先产生或者计算数字数据。DAC 再把这些数字数据转换成高速模拟波形。

例如:

FPGA 生成数字通信基带信号。

DAC 转换成高速模拟波形。

后面的 RF Circuit 再把它发送出去。

这种结构大量存在于:

5G/6G 通信。

Software Defined Radio。

Radar。

Electronic Warfare。

Signal Generator。

Scientific Instrument。

Automatic Test Equipment。

因此 Analog Devices 的高速 DAC 同样经常与 FPGA 直接连接。

AD9161、AD9162、AD9163 和 AD9164

Analog Devices 的 AD916x 系列就是高速 RF DAC 的典型例子。

相关 Evaluation Board 支持 JESD204B,并通过 FPGA Mezzanine Card,也就是 FMC 接口与 FPGA 平台连接。

ADI 自己也提供 FPGA-Based Data Capture / Pattern Generation Platform 来测试这些高速数据转换器。

这种设计模式实际上已经成为高速数据转换系统中的标准方式:

FPGA → JESD204 → DAC → Analog / RF

或者:

Analog / RF → ADC → JESD204 → FPGA

什么是 JESD204?

JESD204 是连接高速 Data Converter 与 FPGA、ASIC 等数字处理芯片的重要高速串行接口标准。

早期 ADC 常常使用大量并行数据线。

例如一个 16-bit ADC,可能需要十几根甚至几十根高速信号。

如果多个 ADC 同时工作,PCB 上可能需要上百根高速线。

随着 Sampling Rate 越来越高,这种方式变得非常困难。

JESD204 使用高速 Serial Lane 传输数据。

这样可以减少 PCB Pin 和 Trace 数量,同时支持非常高的数据带宽。

现代高性能 ADC 和 DAC 因此越来越多使用:

JESD204B。

JESD204C。

而 FPGA 通常使用内部高速 SerDes 接收这些数据。

所以今天很多高端 FPGA 系统实际上必须同时理解 FPGA 和 JESD204。

AD9081 与 AD9082

Analog Devices 的 AD9081 和 AD9082 是高度集成的 Mixed-Signal Front End 产品,可以把高速 ADC、DAC 和数字信号处理功能结合在同一个平台中。

这些器件主要用于无线通信、雷达、仪器和其他宽带 RF 系统。

ADI 官方的 AD9082 Evaluation Board 可以连接 XilinxIntel FPGA Development Board,并通过 FPGA 完成高速数据接口和系统测试。

这非常能说明 ADI 在 FPGA 市场里的位置:它不制造开发板上的 XilinxIntel FPGA。

但是它设计了大量必须依靠这些 FPGA 才能发挥全部性能的高速 Analog / Mixed-Signal Device。

FPGA Reference Design

Analog Devices 与很多普通模拟芯片企业最大的区别之一,是 ADI 建立了规模很大的 FPGA Reference Design 体系。

ADI 官方提供针对其多种 Mixed-Signal Device 的 FPGA HDL Code 和 Reference Project。

这些设计可以用于:

AMD Xilinx FPGA。

Intel FPGA。

并帮助工程师把 ADI ADC、DAC、Transceiver 和 Interface Device 连接到 FPGA。

ADI 官方明确说明:

其 FPGA HDL Code 和 Project 是为了让 FPGA 与 ADI Mixed-Signal Device 配合工作。

也就是说,Analog Devices 不只是卖一颗 ADC,然后让客户自己研究如何连接 FPGA。

它还提供 HDL、Driver 和 Reference Design。

这已经使 ADI 深度进入 FPGA Software Ecosystem。

Analog Devices HDL Library

ADI 的 FPGA Reference Design 中包含大量自己开发的 HDL IP。

这些文件可以包括:

Verilog。

SystemVerilog。

VHDL。

Xilinx Constraint。

Intel Constraint。

TCL Script。

FPGA IP Definition。

Interface Logic。

DMA Logic。

JESD204 Logic。

Data Path。

Clock Control。

ADI 官方 HDL User Guide 显示,其 Reference Design 支持公开 FPGA Evaluation Board,并分别提供 XilinxIntel 平台资源。

这对 FPGA 工程师非常有帮助。

因为高速 ADC 并不是把几根 Wire 接到 FPGA 就可以立即工作。

工程师还必须处理:

Clock。

Lane Alignment。

JESD204。

DMA。

Buffer。

Data Format。

Linux Driver。

Synchronization。

ADI Reference Design 已经把其中大量工作提前完成。

开源 HDL

Analog Devices 很多 FPGA HDL Design 都公开提供 Source Code。

工程师可以根据自己的项目修改。

例如一个 ADC Reference Project 可能已经包含:

ADC Interface。

AXI Interface。

DMA。

Clocking。

Memory Data Path。

Linux Integration。

开发人员可以直接在这个基础上修改,而不是完全从零设计。

这也是为什么很多 FPGA 工程师在做 ADC、DAC 和 RF Project 时,会大量使用 Analog Devices Wiki 和 GitHub HDL Repository。

在这种意义上,ADI 虽然不是 FPGA Silicon Vendor,却已经建立了一个相当大的 FPGA Software / IP Ecosystem。

FPGA、Linux 和 ADI

Analog Devices 还有一个非常明显的特点:它不仅提供 FPGA HDL,还大量提供 Linux Driver。

这与现代 SoC FPGA 的发展非常匹配。

例如 AMD Zynq 把 ARM CPU 和 FPGA Fabric 集成在一颗芯片中。

系统可以:

Linux 运行在 ARM CPU 上。

高速 ADC Interface 运行在 FPGA Fabric 中。

FPGA 使用 DMA 把数据写入 DDR。

Linux Application 再从 Memory 中读取数据。

ADI 已经针对很多器件提供这种:HDL + Linux Driver + FPGA Reference Project 组合。

这明显降低了高速 Mixed-Signal System 的开发难度。

Kuiper Linux

Analog Devices 还提供自己的 Kuiper Linux Environment,用于大量评估平台和 FPGA Reference System。

例如 2026 年仍在销售的 AD4080 系列 Evaluation Platform,可以通过 Digilent ZedBoard 上的 Xilinx Zynq-7000 SoC 运行 ADI Kuiper Linux 和 libIIO,完成 ADC 配置、数据采集以及与 PC 之间的通信。

这个例子很典型。

FPGA Fabric 负责实时硬件数据路径。

ARM Processor 运行 Linux

ADI 提供 ADC。

ADI 同时提供 HDL 和 Linux Software。

最终形成完整 Data Acquisition Platform。

libIIO

libIIO 是 Analog Devices 推动的一套 I/O Software Framework,经常与 Linux、FPGA 和 ADI Mixed-Signal Device 组合使用。

通过 libIIO,Application 不需要直接处理 FPGA Register 和 Driver 的所有底层细节,就可以读取 ADC Data、设置 DAC 或配置各种 IIO Device。

这使 FPGA + Linux + Data Converter 系统更加接近完整 Software Platform,而不只是孤立的硬件 Demo。

对于 Software Defined Radio、Instrumentation 和 Data Acquisition 来说,这种完整软硬件生态非常重要。

FMC 接口

ADI 大量高速 Evaluation Board 使用 FMC

FMC 是 FPGA Mezzanine Card。

它是一种专门用于把 Daughter Card 连接到 FPGA Carrier Board 的标准接口。

典型结构是:

下面是一块 XilinxIntel FPGA Board。

上面插一块 Analog Devices ADC、DAC 或 RF Board。

两块板通过 FMC Connector 连接。

这样 Analog Board 不必绑定某一款 FPGA。

工程师可以更换 FPGA Carrier,同时继续使用同一块 ADI Evaluation Board。

ADI 目前仍有大量新型 Precision ADC、RF ADC 和其他 Evaluation Board 使用 FMC 或类似架构。

例如 EVAL-AD4080-FMCZ 就设计为通过 FMC 连接 Zynq FPGA Platform。

Analog Devices 自己也销售 FPGA-Based Evaluation Hardware

有意思的是,ADI 虽然并不生产 FPGA Silicon,却确实销售过和继续使用多种 FPGA-Based Data Capture Board

例如:ADS7 和 ADS8。

这些 Board 用来连接 ADI High-Speed ADC 和 DAC Evaluation Board。

板上的 FPGA 主要负责:

高速数据采集。

Pattern Generation。

JESD204。

Data Buffer。

PC Communication。

但是需要特别说明:

这并不意味着 FPGA 芯片本身由 Analog Devices 设计。

ADI 是系统板卡和解决方案提供者,FPGA Silicon 则来自专业 FPGA 企业。

这与 Dell 销售带 Intel CPU 的服务器、但不能因此把 Dell 称为 CPU Manufacturer 是一个道理。

RF Transceiver 与 FPGA

Analog Devices 在 Software Defined Radio 市场与 FPGA 的关系尤其紧密。

Software Defined Radio,简称 SDR,是把大量原来由模拟电路完成的无线电处理转移到数字域。

典型 SDR Architecture 是:

Antenna。

RF Front End。

RF Transceiver。

ADC / DAC。

FPGA。

Processor。

Analog Devices 长期提供各种 RF Transceiver,而 FPGA 负责:

Digital Up Conversion。

Digital Down Conversion。

Filter。

FFT。

Modulation。

Demodulation。

Packet Processing。

Real-Time Signal Processing。

因此很多 SDR Development Platform 都采用“ADI RF + Xilinx/Intel FPGA”的组合。

AD9361 与 FPGA

AD9361 是 Analog Devices 非常经典的一颗 RF Transceiver。

它曾被广泛用于 Software Defined Radio、Wireless Communication、Research Platform 和 FPGA Development System。

ADI 的 AD-FMCOMMS 系列 FPGA Mezzanine Board 就大量基于类似 RF Transceiver,并与 FPGA 开发板配合使用。

这种模式对 FPGA 社区影响很大,因为开发者可以使用 FPGA 实现自己的数字无线电算法,而 ADI 芯片负责复杂的 Analog/RF Signal Chain。

PlutoSDR

Analog Devices 的 ADALM-PLUTO,也就是 PlutoSDR,是教育和 Software Defined Radio 社区非常知名的平台。

它使用 ADI RF Transceiver,并结合 Zynq SoC 构建完整 SDR System。

Zynq 内部同时具有 ARM Processor 和 FPGA Fabric。

因此用户不仅可以在 Linux 上运行 SDR Software,也可以进一步修改 FPGA HDL,实现 Hardware-Level Signal Processing。

PlutoSDR 进一步展示了 Analog Devices 在 FPGA 生态里的独特位置:

ADI 虽然不设计通用 FPGA Silicon,但可以利用 FPGA 建立完整 Mixed-Signal System Platform。

FPGA 电源

FPGA 除了需要 ADC、DAC 和 RF,还需要复杂的 Power Supply。

现代 FPGA 可能同时需要:

Core Voltage。

I/O Voltage。

Transceiver Voltage。

DDR Voltage。

Auxiliary Voltage。

而且不同电源轨可能存在严格的 Power-Up 和 Power-Down Sequence。

Analog Devices 是全球重要的 Power Management 企业,因此 FPGA Power 是 ADI 与 FPGA 关系非常紧密的另一个领域。

LTM3360B

例如 Analog Devices 在 2026 年推出的 LTM3360B 是一款高密度 Step-Down μModule Regulator,可以提供最高约 33A 输出能力,ADI 官方明确把 Data Center xPU、ASIC 和 FPGA Power Supply 列为其主要应用之一。

现代大型 FPGA Core 可能需要几十安培电流。

同时 Core Voltage 可能只有大约 1V 左右。

这意味着 Power Supply 必须:

高效率。

低噪声。

响应速度快。

占 PCB 面积小。

支持 Telemetry。

这也是 FPGA Board Design 中经常被初学者忽略,却非常关键的一部分。

Power Sequencing

FPGA 不只是需要多个 Voltage Rail,有些器件还要求这些电压按照特定顺序启动。

如果顺序错误:

FPGA 可能无法正常启动。

I/O 可能处于异常状态。

甚至可能影响器件可靠性。

ADI 的 ADM1260 等 Super Sequencer 就针对多电源系统提供 Power Sequencing、Monitoring 和 Fault Recording,并明确把 DSP/FPGA Supply Sequencing 列为应用领域。

因此在高端 FPGA Board 上,Power Management 本身就是一个独立子系统。

FPGA 时钟

FPGA 的另一个关键外围是 Clock。

特别是在:

ADC。

DAC。

JESD204。

High-Speed SerDes。

RF。

Radar。

Communication 系统中,Clock Jitter 会直接影响 ADC 的 SNR 和 RF Signal Quality。

Analog Devices 长期提供 PLL、Clock Generator、Clock Distributor 和 Jitter Cleaner。

例如高速 ADI Converter Evaluation Platform 经常使用 HMC7044 等 Clock Device,同时向 Data Converter 和 FPGA 提供同步 Clock / SYSREF。

这可以保证多个高速设备在确定时序关系下运行。

SYSREF 和同步

JESD204B Subclass 1 等系统通常使用 SYSREF 实现 Deterministic Latency。

简单来说:

多个 ADC。

多个 DAC。

多个 FPGA Lane。

必须对同一个时间参考保持一致。

否则系统每次启动以后数据相位关系可能不同。

对于:

Phased Array Radar。

MIMO。

Beamforming。

Multi-Channel Instrument。

这种不确定性不可接受。

ADI 的 Clock Product、Converter 和 FPGA Reference Design 因此通常作为一个完整系统一起设计,而不是简单把各颗芯片独立连接。

LVDS 与 FPGA

并不是所有 ADC 都需要 JESD204。

中速 Precision ADC 经常使用:

LVDS。

SPI。

CMOS。

或者 Parallel Interface。

FPGA 同样非常适合这些接口。

例如 ADI 2026 年的 AD4080、AD4083、AD4086 等 ADC Evaluation Platform 就支持 LVDS,并通过 FPGA Platform 完成数据采集。

对于工业测试和 Precision Instrumentation 来说,这类系统数量非常大。

Ethernet PHY 与 FPGA

Analog Devices 还提供工业 Ethernet PHY。

例如 ADIN1300 是一颗 10Mbps / 100Mbps / 1Gbps Industrial Ethernet PHY。

其 Evaluation Board 提供 FMC Connector,可以直接连接 Master FPGA System,由 FPGA 实现 MAC Interface 和控制。

因此 ADI 与 FPGA 的关系已经远远不只是 ADC。

它覆盖:

Data Conversion。

RF。

Clock。

Power。

Ethernet

Isolation。

Sensor。

Interface。

Software。

HDL。

FPGA 在 ADI 系统中的典型工作流程

一个典型高速采集系统可能这样工作:

首先,Analog Signal 进入 ADC。

ADC 把模拟信号转换成高速 Digital Sample。

这些数据通过 JESD204 或 LVDS 进入 FPGA。

FPGA 接收数据以后进行:

Filtering。

FFT。

Decimation。

Trigger。

Packetization。

然后通过 DMA 写入 DDR Memory

CPULinux Application 再进一步处理。

如果系统需要输出:

CPU 或 FPGA 产生数字数据。

FPGA 进行 DSP。

数据通过 JESD204 发送给 DAC。

DAC 再产生 Analog Signal。

Analog Devices 在这条数据链中可以提供:

ADC。

DAC。

Clock。

Power。

RF。

Interface。

HDL。

Linux Driver。

Reference Design。

因此它虽然不提供 FPGA Silicon,却几乎覆盖 FPGA 周围所有关键部件。

为什么 FPGA 工程师经常需要学习 Analog Electronics?

这也是 Analog Devices 在 FPGA 社区非常重要的原因。

如果工程师只做:

Counter。

State Machine。

CPU Core。

Digital Logic。

那么不需要深入了解 Analog Devices。

但是一旦 FPGA 开始处理现实世界的数据,就必须面对:

ADC。

DAC。

Signal Integrity。

Clock Jitter。

Noise。

Reference Voltage。

RF。

Power Supply。

PCB Layout。

高速 SerDes。

此时“只会 FPGA HDL”就不够了。

真正的高速 FPGA System Engineer 往往需要同时理解 Digital Design 和 Analog / Mixed-Signal System。

ADI 的产品和技术资料因此长期是 FPGA 工程师的重要参考资源。

FPGA 与 Data Acquisition

Data Acquisition 是 ADI 和 FPGA 最经典的共同市场之一。

例如:

Oscilloscope。

Spectrum Analyzer。

Medical Imaging。

Ultrasound。

Radar。

Scientific Instrument。

Industrial Test。

Sensor Array。

这些设备都需要不断采集现实世界的数据。

ADC 负责 Sample。

FPGA 负责实时处理。

CPU 负责复杂软件和用户界面。

这是几十年来一直存在,而且仍然非常重要的一种 Computing Architecture。

FPGA 与 Software Defined Radio

SDR 同样是最典型的组合。

传统 Radio 中大量功能由专门模拟电路完成。

SDR 把越来越多功能放进 Digital Domain。

因此:

ADI RF Transceiver 处理 RF。

FPGA 实现 Real-Time DSP。

CPU 运行 Protocol 和 Software。

这种架构具有很高灵活性。

修改 HDL 和 Software 就可以让同一套硬件支持不同无线协议。

这也是 FPGA 在通信行业长期保持重要地位的原因。

FPGA 与 Radar

Radar 对 FPGA 的需求更明显。

雷达产生的数据流速非常高,而且要求很低延迟。

典型工作包括:

Digital Down Conversion。

Pulse Compression。

FFT。

Beamforming。

CFAR。

Target Detection。

高速 ADC 把 RF / IF Signal 转成数字数据。

FPGA 同时运行大量 DSP Pipeline。

Analog Devices 同时拥有 High-Speed Converter、RF、Clock 和 Mixed-Signal Front End,因此在 Radar + FPGA 市场拥有很强的配套能力。

FPGA 与测试测量设备

Oscilloscope 和 Spectrum Analyzer 同样是 ADC + FPGA 的经典系统。

例如一个高速示波器:

ADC 每秒产生数十亿 Sample。

FPGA 实时检查 Trigger Condition。

FPGA 进行 Decimation。

数据写入 Memory

CPU 最后负责显示 Waveform。

如果全部交给 CPU,实时数据量可能过大。

所以 FPGA 负责最靠近 ADC 的实时 Data Plane,而 CPU 负责更高级别 Software。

ADI 高速 ADC 和 FPGA 因此经常同时出现在 Instrumentation Design 中。

FPGA 与工业系统

工业设备通常采集大量:

Current。

Voltage。

Temperature。

Vibration。

Position。

Pressure。

这些都是 Analog Signal。

ADI 提供各种 Precision ADC、Amplifier、Isolation、Sensor 和 Industrial Ethernet 产品。

FPGA 则可以实现:

实时控制。

同步采样。

Motor Control。

Industrial Protocol。

High-Speed Processing。

这使 ADI 和 FPGA 在 Factory Automation、Robotics 和 Instrumentation 中同样具有很强的互补关系。

FPGA 与医疗设备

Analog Devices 的 Data Converter、Amplifier 和 Sensor 也大量用于医疗系统。

某些医疗产品会进一步使用 FPGA 处理大量并行数据。

例如:

Ultrasound。

Medical Imaging。

Patient Monitoring。

高速 Instrument。

ADI 甚至有一些模块内部直接使用第三方 FPGA。

例如 ADAS1010-1 Vital Signs Monitor Module 中就集成 Lattice iCE40 FPGA,说明 ADI 在系统设计中会根据需要直接采用外部 FPGA 厂商的器件。

这再次证明:

ADI 是 FPGA 的重要用户和合作伙伴,而不是该 FPGA Silicon 的制造商。

与 AMD Xilinx 的关系

Analog Devices 长期为 Xilinx FPGA 和 Zynq 平台提供大量 Reference Design。

很多 ADI FMC Evaluation Board 都可以直接连接:

ZedBoard。

ZC706。

ZCU102。

Versal Evaluation Platform。

以及其他 AMD Xilinx Carrier。

ADI HDL Repository 中也包含大量对应 Xilinx Platform 的 Project。

这种合作对双方都有价值。

Xilinx 提供 Programmable Computing。

ADI 提供 Analog / RF Front End。

组合以后才能形成真正完整的 Signal Processing System。

与 Intel Altera 的关系

Analog Devices 同样支持 Intel FPGA。

ADI 官方 HDL User Guide 目前仍然明确把 IntelXilinx 列为 FPGA Reference Design 的主要支持平台。

因此 Analog Devices 并没有把自己绑定到单一 FPGA Vendor。

它更希望自己的 ADC、DAC 和 RF Device 可以与多个主流 FPGA Platform 配合。

对于客户来说,这是很重要的,因为用户可以根据:

性能。

价格。

功耗。

已有技术积累。

供货。

选择不同 FPGA。

同时继续使用相同 ADI Mixed-Signal Device。

ADI 为什么自己不需要成为大型 FPGA 厂商?

因为 FPGA 是一个高度专业化的市场。

建立一家完整 FPGA 企业,不只是设计 LUT。

还需要:

Programmable Routing Architecture。

Configuration Technology。

High-Speed SerDes。

DSP。

Block RAM

EDA Synthesis。

Place and Route。

Timing Analysis。

Bitstream Tool。

Debug Tool。

IP Ecosystem。

长期软件维护。

AMD XilinxIntel Altera 已经在这个领域积累几十年。

ADI 的核心优势则在 Analog 和 Mixed Signal。

因此从商业角度看,与 FPGA 企业合作通常比自己重新建立完整通用 FPGA 产品体系更加合理。

ADI 真正提供的是 FPGA 周围的“半个系统”

从实际工程角度看,可以把 FPGA Board 分成两部分。

第一部分是 Digital Processing。主要由 FPGA 完成。

第二部分是真实世界 Interface。

包括:

ADC。

DAC。

RF。

Clock。

Power。

Sensor。

Ethernet

Isolation。

Analog Front End。

这些领域恰好是 Analog Devices 的核心业务。

因此很多 FPGA System 的 BOM 中,真正属于 FPGA 厂商的可能只有一颗 FPGA,而 FPGA 周围却存在很多颗 ADI Device。

这正是 ADI 在 FPGA 产业中影响力如此大的原因。

Analog Devices 在 FPGA 企业目录中的正确分类

截至目前,ADI 官方产品体系并没有一条通用 FPGA Silicon Family。

但是如果目录范围包括:

FPGA Ecosystem。

FPGA System Suppliers。

FPGA Supporting Semiconductor Companies。

FPGA Development Platform。

那么 Analog Devices 非常值得收录,而且可以说是这一类别中最重要的公司之一。

更准确的标签可以是:FPGA 数据转换与 RF 配套芯片厂商。

或者:FPGA Mixed-Signal Ecosystem Provider。

与传统 FPGA 厂商的区别

AMD XilinxIntel Altera、Lattice、Microchip、Gowin、Efinix 等企业的核心产品是:FPGA Silicon。

Analog Devices 的核心产品则是:

ADC。

DAC。

RF Transceiver。

Clock。

Power。

Amplifier。

Sensor。

Interface。

然后通过:

HDL。

Reference Design。

Linux Driver。

Evaluation Board。

把这些器件连接到 FPGA。

因此两类公司之间不是直接竞争关系。

实际上更多是合作关系。

没有 FPGA,很多 ADI High-Speed Converter 很难完成数据处理。

没有 ADC、DAC 和 RF Front End,很多 FPGA 又无法真正接触现实世界的高速信号。

FPGA 与 ADI 的未来关系

未来 FPGA 与 Analog Devices 的结合可能会更加紧密,而不是变弱。

原因之一是 ADC 和 DAC 的速度持续提升。

数据速率越高,对 FPGA SerDes、DSP 和 Parallel Processing 的需求就越强。

第二个原因是 RF 系统越来越数字化。

过去很多 Analog Signal Processing 正在逐渐转移到 FPGA、ASIC 或 DSP。

第三个原因是 Edge AI

Sensor、Camera、Radar 和 RF Front End 产生数据以后,需要在本地进行实时处理。

FPGA 可以承担低延迟 Data Pipeline 和 AI Preprocessing。

第四个原因是 Chiplet 和 Advanced Packaging。

未来 Data Converter、RF、FPGA、CPU 和 Accelerator 之间的距离可能进一步缩短,甚至通过先进封装组合在一个 System-in-Package 中。

因此 Analog / Mixed-Signal 与 Programmable Computing 的界限可能越来越模糊。

Analog Devices 最值得 FPGA 工程师关注的领域

对于 FPGA 开发人员来说,ADI 最值得关注的并不是某一颗“ADI FPGA”,因为目前没有这样一条通用 FPGA 产品线。

真正应该关注的是:

High-Speed ADC / DAC。

这是 FPGA 高速 Data Plane 的入口和出口。

Mixed-Signal Front End。

适合 Radar、Wireless 和 Instrumentation。

RF Transceiver。

大量用于 SDR。

JESD204。

这是现代 FPGA 与高速 Converter 之间最重要的接口之一。

Clock。

Clock Jitter 和 Synchronization 会直接影响整个 FPGA + ADC/DAC System。

Power Management。

大型 FPGA 需要复杂、多路和大电流 Power Supply。

FPGA HDL Reference Design。

可以大幅降低 FPGA 与 ADI Device 的接口开发难度。

Linux / no-OS Driver。

适合 Zynq、SoC FPGA 和 Embedded Linux System。

这些资源合在一起,才构成 Analog Devices 真正在 FPGA 市场中的竞争力。

总结

Analog Devices 是全球重要的模拟、混合信号、RF、数据转换和信号处理半导体企业,公司成立于 1965 年,总部位于美国 Massachusetts。

2021 年完成 Maxim Integrated 收购以后,ADI 的 Power、Interface 和 Mixed-Signal 产品体系进一步扩大。

但是需要特别说明:

Analog Devices 严格意义上并不是一家通用 FPGA 芯片制造商。

ADI 当前官方产品分类中没有 AMD XilinxIntel Altera 或 Lattice 那样的独立 FPGA Product Family。

Analog Devices 与 FPGA 的真正关系,是为 FPGA 提供高速进入真实世界所需要的关键器件和完整开发生态,包括:

ADC。

DAC。

RF Transceiver。

Clock。

Power Management。

Ethernet PHY。

Analog Front End。

FPGA HDL Code。

Reference Design。

Linux Driver。

Evaluation Board。

ADI 官方目前继续维护 FPGA HDL Code,并提供针对 XilinxIntel 平台的 FPGA Reference Design。

因此,在 2743.com 的 FPGA 企业目录中,Analog Devices 最合适的定义不是:“美国 FPGA 芯片厂商。”

而应该是:“美国 FPGA 高速数据转换、RF、时钟、电源与 Mixed-Signal 生态核心厂商。”

如果 AMD XilinxIntel Altera、Lattice 等企业解决的问题是:

“如何在 FPGA 中高速处理数字数据?”

那么 Analog Devices 解决的往往是它前面和后面的两个问题:

“这些数据怎样从真实世界进入 FPGA?”

以及:

“FPGA 处理完成以后,怎样重新回到真实世界?”

这正是 Analog Devices 在 FPGA 生态中非常重要、而且很难被替代的位置。