王薇，楊靜文，林海濤，華松逸

（1.中國電子科技集團第五十八研究所，江蘇 常州 213164；2.江蘇佰騰科技有限公司，江蘇 常州 213164）

0 引言

FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL、GAL等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點[1]。

FPGA設(shè)計不是簡單的芯片研究，主要是利用 FPGA的模式進行其他行業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計。與ASIC不同，F(xiàn)PGA在通信行業(yè)的應(yīng)用比較廣泛。通過對全球FPGA產(chǎn)品市場以及相關(guān)供應(yīng)商的分析，結(jié)合當前我國的實際情況以及國內(nèi)領(lǐng)先的FPGA產(chǎn)品，可以發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)在未來的發(fā)展方向，對我國科技水平的全面提高具有非常重要的推動作用[2]。

專利文獻承載發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容。專利文獻與其他文獻相比在傳播發(fā)明創(chuàng)造方面作用突出，95%的發(fā)明創(chuàng)造被記錄在專利文獻之中，80%的發(fā)明創(chuàng)造僅在專利文獻中記載。研究專利文獻中記載的發(fā)明創(chuàng)造，對于創(chuàng)新具有非常重要的作用：了解技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，推斷技術(shù)發(fā)展的趨勢，可使企業(yè)避免重復(fù)研究，節(jié)約研究時間（縮短60%科研周期）和經(jīng)費（節(jié)約40%的科研經(jīng)費），同時還可啟迪企業(yè)研究人員的創(chuàng)新思路，提高創(chuàng)新的起點，實現(xiàn)創(chuàng)新目標。

1 檢索概述

本文主要采用計算機進行專利數(shù)據(jù)的檢索，中國專利文獻以中國專利局（佰騰網(wǎng)www.baiten.cn）對外公開的專利文獻為基礎(chǔ)，國外專利（incopat）以歐洲專利局（worldwide數(shù)據(jù)庫）已公開的專利文獻為基礎(chǔ)，包括了美國、日本、歐洲、韓國、德國、俄羅斯、世界知識產(chǎn)權(quán)組織等103個國家之間交換的專利文獻。

檢索終止日期為2020年12月1日。需要說明的是，發(fā)明專利申請自申請日起（有優(yōu)先權(quán)的，自優(yōu)先權(quán)日起）滿18個月公開。截止本報告數(shù)據(jù)檢索日，2019年6月以后提出的部分專利申請尚未公開，導致本報告2019年6月以后的專利申請數(shù)據(jù)統(tǒng)計不完全，因此，2019年6月以后的數(shù)據(jù)僅供參考。

2 FPGA國外專利進展概述

FPGA于1984年被Xilinx所發(fā)明，技術(shù)發(fā)展起源于20世紀80年代，因此，下文中分析的數(shù)據(jù)均以1985-2020年段進行分析。截至2020年12月1日，F(xiàn)PGA設(shè)計專利全球申請總計12250件，其中國外3793件。

如圖1所示為FPGA設(shè)計專利國外申請和公開趨勢，國外FPGA技術(shù)起源于20世紀80年代，從90年代開始進入技術(shù)快速發(fā)展階段。最初，F(xiàn)PGA只是用于膠合邏輯(GlueLogic)，從膠合邏輯到算法邏輯再到數(shù)字信號處理、高速串行收發(fā)器和嵌入式處理器，F(xiàn)PGA真正地從配角變成了主角。1985年，Xilinx公司推出的全球第一款FPGA產(chǎn)品XC2064怎么看都像是一只“丑小鴨”——采用2μm工藝，包含64個邏輯模塊和85000個晶體管，門數(shù)量不超過1000個。2007年，F(xiàn)PGA業(yè)界雙雄Xilinx和Altera公司分別推出了采用最新65nm工藝的FPGA產(chǎn)品，其門數(shù)量已經(jīng)達到千萬級，晶體管個數(shù)更是超過10億個。一路走來，F(xiàn)PGA在不斷地緊跟并推動著半導體工藝的進步——2001年采用150nm工藝，2002年采用130nm工藝，2003年采用90nm工藝，2006年采用65nm工藝。從專利申請量可以看出，F(xiàn)PGA設(shè)計技術(shù)專利申請集中于2000年前后，此時年專利申請量和公開量一度超過200件。

圖1 FPGA設(shè)計專利國外申請和公開趨勢

經(jīng)過了第一個技術(shù)發(fā)展熱潮后，Altera公司估計可編程邏輯器件市場在2006年的規(guī)模大概為37億美元，Xilinx公司的估計更為樂觀一些，為50億美元。雖然兩家公司合計占據(jù)該市場90%的市場份額，但是作為業(yè)界老大的Xilinx公司在2006年的營收不過18.4億美元，Altera公司則為12.9億美元。FPGA產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了過去幾年的快速成長后放慢前進的腳步，隨之專利申請量也有所下滑，專利申請主要集中在少數(shù)幾個行業(yè)巨頭上。

如圖2中所示為國外申請主要來源國。FPGA設(shè)計專利國外申請主要集中于發(fā)達國家，美國、韓國、日本排名前三。當前國外的FPGA公司主要集中在美國，其中塞靈思(Xilinx)、英特爾(2015年收購Altera)、美高森美(2010年收購Actel)和Lattice四家公司為當前主流的FPGA公司，其中以塞靈思和英特爾兩家為主，這兩家公司的產(chǎn)品占據(jù)90%以上市場份額，是最早投入FPGA技術(shù)研發(fā)并將產(chǎn)品市場化的企業(yè)。日本和韓國作為半導體技術(shù)發(fā)達的國家，在FPGA技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量也較多。在WIPO和EPO分別有355件和284件專利申請，該技術(shù)的研發(fā)集中于少數(shù)國家的少數(shù)申請人，專利申請海外布局的占比相對較高，可見對于國際市場專利布局的重視程度。

圖2 FPGA設(shè)計專利國外專利申請主要來源國

如圖3所示為FPGA設(shè)計專利國外申請排名前十申請人，塞靈思(Xilinx)是該領(lǐng)域?qū)＠暾堊疃嗟纳暾埲?，是該領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，無論是市場份額還是研發(fā)實力，都是該領(lǐng)域當之無愧的第一巨頭。排名前五的還有美國ACTEL公司、韓國LG公司、韓國三星、美國Altera公司。Lattice公司作為行業(yè)四大巨頭之一，設(shè)計專利申請僅37件，排名第十，可見其在FPGA設(shè)計技術(shù)方面積累較為薄弱，僅處于第二梯隊。

圖3 FPGA設(shè)計專利國外申請排名前十申請人

2.1 Xilinx

Xilinx公司2018年10月23日最新公布了一件專利申請US15654506[3]，描述了用于提供和操作有效基礎(chǔ)設(shè)施以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)塊的內(nèi)置時鐘停止和掃描轉(zhuǎn)儲(CSSD)方案的方法和設(shè)備，所述結(jié)構(gòu)塊包括塊隨機存取存儲器(BRAM)、Ultraram(URAM)、數(shù)字信號處理(DSP)塊、可配置邏輯元件等。這是系統(tǒng)調(diào)試的一個非常有用的特性，也可以應(yīng)用于仿真用例(例如FPGA仿真)。此方案可應(yīng)用于具有高度重復(fù)塊的任何平鋪體系結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)可以包括跨多個平鋪塊共享的dfx控制器，每個塊中具有一些分布式邏輯，以努力最小化或至少減少面積開銷?；A(chǔ)設(shè)施還可以最小化或至少減少資源的利用，以努力確保對原始設(shè)計的擾動最小，從而可以容易地再現(xiàn)正在調(diào)試的設(shè)計問題。

Xilinx公司2020年6月30日最新公布了一件專利申請US16380856[4]，描述了一種具有域輔助處理器(DAP)和域特定加速器(DSA)的外圍I/O設(shè)備，所述域輔助處理器和域特定加速器與主機計算系統(tǒng)中的CPU和存儲器處于相同的相干域中。外圍I/O設(shè)備以前不能參與主機計算系統(tǒng)中具有硬件資源的高速緩存相關(guān)共享存儲器的多處理器范例。結(jié)果，輕量級處理器功能(例如，諸如GZIP，開放源密碼庫，開放源網(wǎng)絡(luò)交換機等的開放源功能）或者使用主機中的CPU資源來執(zhí)行，或者通過在外圍I/O設(shè)備中提供特定的處理系統(tǒng)(例如，使用FPGA中的可編程邏輯)來執(zhí)行。這里的實施例使用外圍設(shè)備I/O中的DAP來執(zhí)行輕量級處理器功能，否則這些輕量級處理器功能將由主機中的硬件資源或外圍設(shè)備I/O中的特殊處理系統(tǒng)來執(zhí)行。

Xilinx公司2014年8月4日最新公布了一件專利申請KR1020147015326[5]，描述了一集成電路包括根據(jù)可操作的可編程電路第一的時鐘頻率和塊隨機接入存儲器。該塊隨機存取存儲器可以包括隨機存取存儲器(RAM)元件具有至少一個數(shù)據(jù)端口，存儲器耦合的處理器數(shù)據(jù)端口的RAM元件和所述可編程電路。存儲器處理器可以操作用于根據(jù)第二時鐘頻率是高于第一的時鐘頻率。此外，存儲器可以是硬連線和專用處理器，用于執(zhí)行操作的塊RAM中的元件的隨機接入存儲器。

2.2 Intel

Intel公司2020年8月20日最新公布了一件專利申請US16652020[6]中，描述了一種用于計算平臺初始化的技術(shù)，例如通過使用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來初始化計算平臺的一個或多個相關(guān)可引導組件(DPC)。在一個或多個實施例中，F(xiàn)PGA可以被重新配置以在計算平臺初始化之后執(zhí)行運行時操作。在本文所述的實施例中，DPC可以包括初始化計算平臺的任何硬件或軟件組件，例如硅組件和平臺組件。在這樣的實施例中，引導序列可以包括引導指令以初始化一組DPC。引導序列可以初始化計算平臺，計算平臺初始化可包括準備計算平臺以執(zhí)行輸入/輸出(I/O)操作，可以經(jīng)由操作系統(tǒng)來執(zhí)行I/O操作。

Altera公司2020年7月16日最新公布了一件專利申請US16833206[7]中，描述了一種配置可編程集成電路器件的方法。所述虛擬結(jié)構(gòu)內(nèi)的信道源被配置為從所述虛擬結(jié)構(gòu)外部和所述可編程集成電路設(shè)備上的第一內(nèi)核接收輸入數(shù)據(jù)，并且所述虛擬結(jié)構(gòu)內(nèi)的信道宿被配置為向所述第一內(nèi)核發(fā)送輸出數(shù)據(jù)。修改通道源的配置，使得通道源響應(yīng)于檢測到可編程集成電路器件的操作改變而從第二內(nèi)核接收輸入數(shù)據(jù)。

Intel公司2020年5月7日最新公布了一件專利申請US16727236[8]中，描述了一種用于在以太網(wǎng)媒體訪問控制(MAC)地址內(nèi)嵌入結(jié)構(gòu)尋址信息的技術(shù)，該技術(shù)允許具有潛在的百萬個節(jié)點的多節(jié)點結(jié)構(gòu)以以太網(wǎng)封裝為特征，而不需要查找或映射來將MAC地址翻譯成結(jié)構(gòu)可路由的本地標識符(LID)。特別地，本地管理的MAC地址可以用包括LID的結(jié)構(gòu)尋址信息來編碼。因此，節(jié)點可以通過用對應(yīng)于預(yù)期目的地的目的地MAC地址封裝每個以太網(wǎng)分組來使用多節(jié)點結(jié)構(gòu)交換以太網(wǎng)分組。因為目的地MAC地址可以隱含地映射到多節(jié)點結(jié)構(gòu)的LID，所以節(jié)點可以使用從中提取的LID值來尋址結(jié)構(gòu)可路由分組。為此，節(jié)點可以將封裝以太網(wǎng)分組的結(jié)構(gòu)可路由分組引入到多節(jié)點結(jié)構(gòu)上，而不必執(zhí)行查找以將MAC地址映射到相應(yīng)的LID。

2.3 Actel

Actel公司2012年11月8日最新公布了一件專利申請US13463232[9]中，公開了一種適于在現(xiàn)場可編程門陣列集成電路器件中使用的隨機存取存儲器電路。FPGA具有帶有邏輯模塊的可編程陣列和可編程耦合到邏輯模塊和RAM電路的布線互連。RAM電路具有三個端口:第一可讀端口、第二可讀端口和可寫端口。讀取端口可以是可編程同步或異步的，并且具有可編程旁路輸出流水線寄存器。RAM電路特別適合于實現(xiàn)寄存器文件。還描述了一種新的互連方法。

Actel公司2011年4月12日最新公布了一件專利申請US12362844[10]中，公開了一種用于現(xiàn)場可編程門陣列集成電路器件邏輯集群。該集群包括多個功能塊和三級路由復(fù)用器。外部信號主要在第三級多路復(fù)用器處進入邏輯群，少數(shù)信號進入第二級。組合輸出反饋到第一和第二級多路復(fù)用器，而順序輸出反饋到第三級多路復(fù)用器。邏輯函數(shù)發(fā)生器具有可變傳播延遲的置換輸入。第一和第二級多路復(fù)用器之間的路由信號被分組為速度類，并根據(jù)它們的速度類耦合到與不同邏輯函數(shù)發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的第一級多路復(fù)用器。第二和第三級多路復(fù)用器被組織成組，使得第二和第三級多路復(fù)用器之間的路由信號可以定位在該組所占據(jù)的區(qū)域內(nèi)。組與邏輯函數(shù)發(fā)生器進行間距匹配，以優(yōu)化和模塊化面積。所列經(jīng)費用于全球和地方對順序要素的控制。

3 FPGA中國專利進展概述

如圖4所示為FPGA設(shè)計專利國內(nèi)申請和公開趨勢，截止到2020年12月1日，F(xiàn)PGA設(shè)計專利國內(nèi)申請量為8457件，我國FPGA設(shè)計技術(shù)發(fā)展起源于20世紀90年代，真正技術(shù)發(fā)展于2000年以后，我們起步比國外晚了十多年。在這期間國外FPGA產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完成了系列整合并購，市場格局已經(jīng)基本確定，Xilinx、Intel和Lattice等企業(yè)基本上壟斷了全球市場。從2010年開始，國內(nèi)才陸續(xù)出現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)FPGA企業(yè)，此時專利申請量出現(xiàn)了較大的增長，芯片行業(yè)并購是這幾年的主旋律，一方面是巨頭們在某些細分領(lǐng)域遭遇到中小公司強有力的競爭，使得他們的利潤率收到影響，收購可以減少競爭，維持一定的寡頭利潤。另一方面行業(yè)競爭使得巨頭們需要抱團取暖，豐富自己的產(chǎn)品線以進軍廣泛的市場。陸陸續(xù)續(xù)誕生了一些FPGA廠商，如京微雅閣、安路、同創(chuàng)、高云半導體等公司，都先后推出自己的FPGA芯片，有的已經(jīng)在商用，有的在大公司進行樣品認定和試驗項目，這是一個很好的信號，2018年專利申請量達到944件，可以預(yù)見未來幾年內(nèi)FPGA設(shè)計技術(shù)專利申請還會出現(xiàn)較大增長。

圖4 FPGA設(shè)計專利國內(nèi)申請和公開趨勢

如圖5所示，國內(nèi)FPGA設(shè)計專利申請地域分布圖可以看出，顏色越深，專利申請量越大，國內(nèi)申請主要的地域分布在北京、江蘇、四川、廣東、上海等省市，專利申請量分別有1236件、1029件、829件、736件、694件。主要集中在經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)和科教資源豐富的地區(qū)，孕育出了一大批行業(yè)內(nèi)的優(yōu)秀企業(yè)，如紫光國芯微電子股份有限公司、上海安陸信息科技有限公司、京微齊力（北京）科技有限公司等。國外來華布局專利共132件，其中美國布局87件，占比65.9%，美國在該領(lǐng)域內(nèi)的專利影響力可見一斑。

圖5 國內(nèi)FPGA設(shè)計專利申請地域分布

如圖6所示，國內(nèi)FPGA設(shè)計技術(shù)專利申請申請人以企業(yè)和科研院所為主，占比總量的73.3%，如圖7中，排名靠前的企業(yè)有中國電子科技集團第四十一研究所、鄭州云海信息技術(shù)有限公司、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、中興通訊股份有限公司等。FPGA設(shè)計技術(shù)偏向于基礎(chǔ)類研究，高校申請人也占據(jù)較大的比例，雖然參與研發(fā)的高校數(shù)量不多，但是各個高校的研發(fā)實力不容小視，如圖8中，北京航空航天大學、電子科技大學、西安電子科技大學排名前三。

圖6 國內(nèi)FPGA設(shè)計專利申請人構(gòu)成

圖7 國內(nèi)高校FPGA專利申請排名

圖8 國內(nèi)企業(yè)及科研院所FPGA專利申請排名

濟南浪潮高新科技投資發(fā)展有限公司申請的專利CN202010843822.1[11]“基于FPGA的多通道信號發(fā)生器輸出波形同步的系統(tǒng)及方法”，公開了一種基于FPGA的多通道信號發(fā)生器輸出波形同步的系統(tǒng)及方法，屬于信號發(fā)生器信號輸出幅度校準領(lǐng)域，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為如何在輸出信號時消除偏移誤差和增益誤差，采用的技術(shù)方案為：該系統(tǒng)包括FPGA芯片、上位機及DAC芯片；FPGA芯片內(nèi)設(shè)置有輸出校準模塊，輸出校準模塊包括PCIE接口、DDR接口、數(shù)據(jù)位寬處理單元、DSP單元、數(shù)據(jù)解析單元及DAC PHY層。該方法是上位機通過PCIE接口發(fā)送控制數(shù)據(jù)的指令和數(shù)據(jù)給FPGA芯片并進行更改，F(xiàn)PGA根據(jù)指令利用FPGA芯片的可編程性對源波形數(shù)據(jù)進行控制及更改，并對輸出的數(shù)據(jù)進行變換，已達到輸出的波形幅度接近理論輸出的實際值。

中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院申請的專利CN202010778277.2[12]“一種延時電路及基于fpga鎖相環(huán)的延時方法”，具體是涉及一種延時電路及基于fpga鎖相環(huán)的延時方法。所述延時電路包括第一延時單元和第二延時單元，所述第一延時單元的輸出端與第二延時單元的輸入端電連接；所述第一延時單元用于產(chǎn)生時鐘脈沖周期整數(shù)倍的延時信號；所述第二延時單元用于將第一延時單元輸出的延時信號再延時小于時鐘脈沖周期的延時信號。分別進行時鐘脈沖周期整數(shù)延時和精確到時鐘脈沖周期之內(nèi)的延時，能夠提高延時的精度，適用于各種高精度觸發(fā)系統(tǒng)中。

深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司申請的專利CN202010681872.4[13]“數(shù)據(jù)路徑的修復(fù)方法、FPGA電路、FPGA電路設(shè)計裝置”，提供了一種數(shù)據(jù)路徑的修復(fù)方法、FPGA電路、FPGA電路設(shè)計裝置，涉及FPGA電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，可增大數(shù)據(jù)信號的延時，避免因違例時序電路影響FPGA電路的功能。該數(shù)據(jù)路徑的修復(fù)方法，包括：當FPGA電路中的時序路徑為違例時序路徑時，重新對所述時序路徑中的至少一條內(nèi)部連線進行迭代布線，以延長所述時序路徑的長度，直至所述時序路徑修復(fù)成功或達到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)；其中，所述FPGA電路包括多個布線單元，每個所述內(nèi)部連線為一個所述布線單元中的一條連線。

復(fù)旦大學和上海新氦類腦智能科技有限公司合作申請的專利CN202010700170.6[14]“基于FPGA的用于提高BCPNN速度的設(shè)計方法”，公開了基于FPGA的用于提高BCPNN速度的設(shè)計方法，涉及人工智能技術(shù)領(lǐng)域，通過模塊化設(shè)計，在硬件上對BCPNN中的突觸狀態(tài)的變量、權(quán)重以及偏置進行更新；通過查找表，在FPGA上實現(xiàn)指數(shù)運算；通過并行算法，對BCPNN中的突觸狀態(tài)的權(quán)重及偏置更新過程實現(xiàn)速度提升；通過加法器和乘法器的模塊復(fù)用，在保持相同計算性能的情況下降低資源開銷。本發(fā)明提供的方法不僅具有更高的計算性能，同時也具有較高的計算準確度，可有效提高BCPNN的權(quán)重及偏置更新速度。

電子科技大學申請的專利CN202010695957.8[15]“一種基于FPGA的二維有序統(tǒng)計恒虛警檢測器實現(xiàn)方法”，涉及一種基于FPGA的二維有序統(tǒng)計恒虛警檢測器實現(xiàn)方法。本發(fā)明的方法從二維功率矩陣輸入開始，每個時鐘周期都進行檢測，降低數(shù)據(jù)緩存反復(fù)讀取時延，能有效提高檢測速度。針對傳統(tǒng)OS-CFAR(有序統(tǒng)計恒虛警)排序過程計算量大情況，采用并行比較完成FPGA實現(xiàn)方法降低排序復(fù)雜度。充分考慮模塊的復(fù)用性，通過移位寄存器組完成二維滑窗結(jié)構(gòu)設(shè)置，實現(xiàn)二維OS-CFAR檢測，可節(jié)省FPGA的BRAM內(nèi)存資源和DSP資源。

4 技術(shù)構(gòu)成分析

4.1 架構(gòu)設(shè)計

通用FPGA架構(gòu)由三種類型的模塊組成，即可配置邏輯塊CLB（Configurable Logic Block）、開關(guān)矩陣/互連線、可編程輸入輸出單元IOB（Input Output Block）。

如圖9所示，F(xiàn)PGA架構(gòu)設(shè)計專利申請整體呈上升趨勢，國外技術(shù)研發(fā)較早，技術(shù)研發(fā)的高峰在2000年以前，1998年專利申請量最高達到165件。2000年以后國外專利申請量有所下滑，此時國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展處于萌芽期，經(jīng)過了幾年的發(fā)展，2009年后國內(nèi)專利申請量超過國外，增長迅速，2019年國內(nèi)申請量達到歷年最高，為158件。

圖9 FPGA架構(gòu)設(shè)計技術(shù)專利申請趨勢

從圖10中三大架構(gòu)2000年后分別的專利申請趨勢來看，CLB的專利申請中，國外專利從始至終占據(jù)較多的份額，國內(nèi)技術(shù)真正發(fā)展于2005年后，且專利申請量較少。SWB的專利申請量國內(nèi)外對比可以看出，國內(nèi)申請量超過國外大約是在2010年后，目前國內(nèi)申請量已經(jīng)遙遙領(lǐng)先于國外?？删幊蘄O的專利申請趨勢可以看出，國內(nèi)在2000年初就已經(jīng)有少量的專利申請出現(xiàn)，但是發(fā)展相對較慢，2008年后，國內(nèi)申請量逐漸超過國外。

圖10 FPGA架構(gòu)設(shè)計技術(shù)專利申請趨勢

4.2 模塊設(shè)計

模塊設(shè)計主要分為以下幾個部分：數(shù)字信號處理DSP、嵌入式塊RAM（BRAM）、以太網(wǎng)媒體訪問控制EMAC、高速串行計算機擴展總線標準PCIe、數(shù)據(jù)方向寄存器DDR、串行器/解串器SERDES、鎖相環(huán)PLL。

如圖11所示，F(xiàn)PGA模塊設(shè)計專利申請整體呈上升趨勢，2007年以前，國外專利申請量遠高于國內(nèi)，2007年以后，國內(nèi)超過國外并不斷拉開差距，從圖12中各個模塊分別的專利申請趨勢來看，國外在BRAM、EMAC、SERDES等模塊專利布局較多，目前的有效專利數(shù)量超過國內(nèi)，在DSP、PCIe、DDR、PLL等模塊方面，國內(nèi)大致都在2010年左右超過國外，尤其是DSP和DDR模塊，90%以上的專利申請均來自中國。

圖11 FPGA模塊設(shè)計技術(shù)專利申請趨勢

圖12 FPGA各個模塊設(shè)計技術(shù)專利申請趨勢

5 結(jié)語

FPGA有著比較廣泛的應(yīng)用，比如安防領(lǐng)域的視頻編碼解碼等協(xié)議在前端數(shù)據(jù)采集和邏輯控制的過程中可以利用FPGA處理。工業(yè)領(lǐng)域主要采用規(guī)模較小的FPGA，滿足靈活性的需求。另外，由于FPGA具有比較高的可靠性，因此在軍工以及航天領(lǐng)域也有比較廣泛的應(yīng)用。未來，隨著技術(shù)的不斷完善，相關(guān)工藝將會完成升級改造，在諸多新型行業(yè)比如大數(shù)據(jù)等，F(xiàn)PGA將會有更為廣泛的應(yīng)用前景。伴隨5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，初期會大量應(yīng)用FPGA，人工智能等新型的領(lǐng)域也會更多的用到FPGA。

專利文獻作為及時、準確的技術(shù)資料和法律資料，在FPGA技術(shù)研究時，及時進行有關(guān)檢索和查閱，了解公開的最新技術(shù)，更可以避免重復(fù)研究，規(guī)避侵權(quán)風險，從戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)上迅速搶占研究的制高點，掌握核心技術(shù)，提升核心競爭力，為我國FPGA技術(shù)做出貢獻。