为《详解FPGA:人工智能时代的驱动引擎》一书序
第一眼看到石侃博士这本《详解FPGA:人工智能时代的驱动引擎》时，一下子勾起了自己的回忆。回想起来，我大约是在2005年第一次接触FPGA，但它从此为我打开了一扇通往硬件世界的大门。
我的博士工作便是研制了一套基于FPGA的内存总线监测设备HMTT。它支持软硬件协同，可以算是一款颇具特色的自研设备，论文也被2008年系统评测领域国际顶级会议SIGMETRICS接收，这可能是该会1973年成立以来的大陆第一篇。
虽然已经是15年前的工作，但现在对HMTT的一些技术细节依然是如数家珍：硬件部分是一块自制的带有FPGA的PCB板，直接插在DDR内存槽上，而内存条则是插在PCB板上。内存总线上的信号被分为两路，一路送往内存条去读写数据，另一路则被送到FPGA进行处理，实时还原为包含物理地址的读写命令，然后通过以太网发送到一个磁盘阵列存下来。软件部分是设计了一种同步机制，能让FPGA识别软件操作（如操作系统页表更新、函数调用等），从而将物理地址和软件操作关联起来，例如通过和页表关联就能将物理地址还原为进程的虚拟地址。
如今，HMTT已经发展到第四代，从早期支持DDR-200到现在已能支持DDR4-2600，伴随的是所使用的FPGA也从Xilinx的Virtex-4/5发展到Kintex UltraScale XCKU035。HMTT之后的十多年，我们团队的每一项科研工作也都没离开过FPGA。
有时会想，为什么会出现FPGA这样的技术？为什么这类硬科技大多先在美国诞生？中国未来又有什么新机会？翻阅着石侃博士的这本FPGA大作，读着书中一个个与FPGA深度融合的前沿技术及其背后的人和故事，启发我对这几个问题更深入的思考。
石侃博士在书中把FPGA的诞生称为“历史的必然”。1980年代，2/3的芯片项目由于需求变化、设计漏洞、流片失败等种种原因而赔钱，只有1/3的芯片设计能实际投入生产。因此业界急需一种技术能在流片前充分测试与验证，从而降低流片失败几率。于是FPGA应运而生！1984年，Xilinx推出了世界上第一款FPGA XC2064，只有64个可编程逻辑单元，800个晶体管。35年后的2019年，Intel推出了当今世界上最大的FPGA——Stratix10 GX 10M，1020万个可编程逻辑单元，433亿个晶体管。如今FPGA已经发展成一个全球市场规模约60亿美元的产业，在整个芯片产业链中扮演着不可或缺的作用，甚至成为我国面临“卡脖子”的一类核心芯片。回顾一项项硬科技的发展历程，哪怕诞生之初再渺小，只要是能真正解决市场需求，那么它的诞生似乎就是一种“历史的必然”。
为什么FPGA先在美国诞生？而不是在日本或者欧洲？事实上，1980年代初日本的半导体产业如日中天，1986年日本半导体在全球市场份额甚至超过了美国。虽然这本书并没有直接回答这个问题，但从书中所介绍的一系列FPGA与云计算、大数据、人工智能等前沿应用的深入融合例子，结合1980年代美国和日本各自半导体产业的发展历程，也许能给我们一些启发。从我个人观点来看，当时美日半导体产业的发展存在两点主要的区别：
（1）技术出口侧：美国的市场需求更旺盛、更前沿。虽然日本在1980年代的半导体产业突飞猛进，但是大部分仍然是出口到美国，1980到1984年对美出口额增长了8倍。换而言之，日本并没有直接感知到最前沿的需求。
（2）技术供应侧：美国的研发投入更具前瞻性，布局更合理。1984年Xilinx成立，得益于政府支持的MOSIS项目所发明的MPW技术以及推动的Fabless模式，也得益于政府支持的一系列CAD/EDA项目。相比较而言，日本的研发投入则更聚焦于对已有产品的改良，使得产品质量更高、价格更低、供货更稳定，但缺少了开拓性。同期，美国还启动了多个研究机构，如SRC、SEMATECH等，大力支持半导体领域的基础研究与共性技术，培养大批高水平人才，为产业发展提供深厚的技术储备与人才储备。
诚然，中国错过了1980年代半导体发展的黄金期，导致半导体产业成为今天中国与发达国家差距最大的领域之一。但是，从这本书中我也看到新的机会：一方面，书中介绍的云计算、大数据、人工智能等新兴应用在中国也是发展得如火如荼，并产生了许多前沿需求，甚至有些已经催生了一些基于FPGA的达到国际先进的技术，例如深鉴科技的FPGA人工智能加速技术、阿里巴巴的弹性裸金属服务器神龙架构、我们团队研制的芯片敏捷设计SERVE云平台等等。另一方面，中国对半导体领域的重视程度前所未有，社会各界均在积极投入，不同的维度（市场、科研、资本、知识产权、教育等），不同的环节（应用、设计、制造、封测、装备、材料等），不同的路线（引进消化、独立自主、开源共享等）……相信只要坚持投入，在不久的将来一定能看到成效。
2021.3.22
图1：图书封面
图2：Xilinx创始人Ross Freeman鸟瞰世界上第一款FPGA版图
第一眼看到石侃博士这本《详解FPGA:人工智能时代的驱动引擎》时，一下子勾起了自己的回忆。回想起来，我大约是在2005年第一次接触FPGA，但它从此为我打开了一扇通往硬件世界的大门。
我的博士工作便是研制了一套基于FPGA的内存总线监测设备HMTT。它支持软硬件协同，可以算是一款颇具特色的自研设备，论文也被2008年系统评测领域国际顶级会议SIGMETRICS接收，这可能是该会1973年成立以来的大陆第一篇。
虽然已经是15年前的工作，但现在对HMTT的一些技术细节依然是如数家珍：硬件部分是一块自制的带有FPGA的PCB板，直接插在DDR内存槽上，而内存条则是插在PCB板上。内存总线上的信号被分为两路，一路送往内存条去读写数据，另一路则被送到FPGA进行处理，实时还原为包含物理地址的读写命令，然后通过以太网发送到一个磁盘阵列存下来。软件部分是设计了一种同步机制，能让FPGA识别软件操作（如操作系统页表更新、函数调用等），从而将物理地址和软件操作关联起来，例如通过和页表关联就能将物理地址还原为进程的虚拟地址。
如今，HMTT已经发展到第四代，从早期支持DDR-200到现在已能支持DDR4-2600，伴随的是所使用的FPGA也从Xilinx的Virtex-4/5发展到Kintex UltraScale XCKU035。HMTT之后的十多年，我们团队的每一项科研工作也都没离开过FPGA。
有时会想，为什么会出现FPGA这样的技术？为什么这类硬科技大多先在美国诞生？中国未来又有什么新机会？翻阅着石侃博士的这本FPGA大作，读着书中一个个与FPGA深度融合的前沿技术及其背后的人和故事，启发我对这几个问题更深入的思考。
石侃博士在书中把FPGA的诞生称为“历史的必然”。1980年代，2/3的芯片项目由于需求变化、设计漏洞、流片失败等种种原因而赔钱，只有1/3的芯片设计能实际投入生产。因此业界急需一种技术能在流片前充分测试与验证，从而降低流片失败几率。于是FPGA应运而生！1984年，Xilinx推出了世界上第一款FPGA XC2064，只有64个可编程逻辑单元，800个晶体管。35年后的2019年，Intel推出了当今世界上最大的FPGA——Stratix10 GX 10M，1020万个可编程逻辑单元，433亿个晶体管。如今FPGA已经发展成一个全球市场规模约60亿美元的产业，在整个芯片产业链中扮演着不可或缺的作用，甚至成为我国面临“卡脖子”的一类核心芯片。回顾一项项硬科技的发展历程，哪怕诞生之初再渺小，只要是能真正解决市场需求，那么它的诞生似乎就是一种“历史的必然”。
为什么FPGA先在美国诞生？而不是在日本或者欧洲？事实上，1980年代初日本的半导体产业如日中天，1986年日本半导体在全球市场份额甚至超过了美国。虽然这本书并没有直接回答这个问题，但从书中所介绍的一系列FPGA与云计算、大数据、人工智能等前沿应用的深入融合例子，结合1980年代美国和日本各自半导体产业的发展历程，也许能给我们一些启发。从我个人观点来看，当时美日半导体产业的发展存在两点主要的区别：
（1）技术出口侧：美国的市场需求更旺盛、更前沿。虽然日本在1980年代的半导体产业突飞猛进，但是大部分仍然是出口到美国，1980到1984年对美出口额增长了8倍。换而言之，日本并没有直接感知到最前沿的需求。
（2）技术供应侧：美国的研发投入更具前瞻性，布局更合理。1984年Xilinx成立，得益于政府支持的MOSIS项目所发明的MPW技术以及推动的Fabless模式，也得益于政府支持的一系列CAD/EDA项目。相比较而言，日本的研发投入则更聚焦于对已有产品的改良，使得产品质量更高、价格更低、供货更稳定，但缺少了开拓性。同期，美国还启动了多个研究机构，如SRC、SEMATECH等，大力支持半导体领域的基础研究与共性技术，培养大批高水平人才，为产业发展提供深厚的技术储备与人才储备。
诚然，中国错过了1980年代半导体发展的黄金期，导致半导体产业成为今天中国与发达国家差距最大的领域之一。但是，从这本书中我也看到新的机会：一方面，书中介绍的云计算、大数据、人工智能等新兴应用在中国也是发展得如火如荼，并产生了许多前沿需求，甚至有些已经催生了一些基于FPGA的达到国际先进的技术，例如深鉴科技的FPGA人工智能加速技术、阿里巴巴的弹性裸金属服务器神龙架构、我们团队研制的芯片敏捷设计SERVE云平台等等。另一方面，中国对半导体领域的重视程度前所未有，社会各界均在积极投入，不同的维度（市场、科研、资本、知识产权、教育等），不同的环节（应用、设计、制造、封测、装备、材料等），不同的路线（引进消化、独立自主、开源共享等）……相信只要坚持投入，在不久的将来一定能看到成效。
2021.3.22
图1：图书封面
图2：Xilinx创始人Ross Freeman鸟瞰世界上第一款FPGA版图
#司藤# 里面渣男邵严宽的大太太真的太带感了，舒适度 100分。[偷笑]
和邵严宽互相看不上但是两家利益绑定，大太太就过自己的，而且还暗结珠胎了！
她想让邵严宽仁下孩子，面对质问，她的回应的十分硬核：
凭什么你不答应？就许你有三妻四妾，我就活该被你在外面沾惹的野花野草踩在头上
不如我们各过各的，谁也别管谁
你若想过太平日子，我自会陪你演一场夫妻和睦，否则，你尽管动我一下试试，我会让你知道什么是身败名裂，家破人亡
太爽了！！！女中豪杰大太太，独立自主大太太，渣男克星大太太。[偷笑]
怪不得司藤看到邵家后人感到奇怪，心里暗想明明邵严宽当年虽然骄奢淫逸但也风度翩翩，怎么后代可以这么平平无奇，一丁点儿都看不到祖上的风采了
和邵严宽互相看不上但是两家利益绑定，大太太就过自己的，而且还暗结珠胎了！
她想让邵严宽仁下孩子，面对质问，她的回应的十分硬核：
凭什么你不答应？就许你有三妻四妾，我就活该被你在外面沾惹的野花野草踩在头上
不如我们各过各的，谁也别管谁
你若想过太平日子，我自会陪你演一场夫妻和睦，否则，你尽管动我一下试试，我会让你知道什么是身败名裂，家破人亡
太爽了！！！女中豪杰大太太，独立自主大太太，渣男克星大太太。[偷笑]
怪不得司藤看到邵家后人感到奇怪，心里暗想明明邵严宽当年虽然骄奢淫逸但也风度翩翩，怎么后代可以这么平平无奇，一丁点儿都看不到祖上的风采了
1999年，结束工作后的倪萍，深夜赶到冯小刚家，刚进去就扑通一声跪在地上：哥哥，我实在是没有办法了，帮帮我吧！
冯小刚却没有答应她的请求，只说了一句话。
央视著名主持人倪萍，自出道以来深受观众的喜欢。她和赵忠祥主持春节联欢晚会十几年，成了家喻户晓的明星。
她长相端庄大方，声音洪亮，凭借专业的功底和实力征服了观众的心。
虽然取得如此多的荣誉，但童年却很不幸。1959年倪萍出生在山东普通的家庭，父母因为感情不和，在她很小的时候就离婚了，倪萍只好跟着姥姥一块生活。
作为单亲家庭的她，非常刻苦努力。20岁的时候，就考入了山东艺术学院。
长相靓丽，再加上专业的功底，上大学的时候，倪萍就演了电影《山茶花》。工作一年之后，就被评为国家二级演员。
她能力提升，工作也特别出色，更是得到了央视的青睐，并主持《综艺大观》。
央视是个卧虎藏龙的地方，要想站稳脚，必须不断的提升自己。作为山东人，骨子里就有一股不服输的精神，她勤奋好学努力磨练自己，终于站上了春晚的舞台。
光阴不负有心人，舞台上的她妙语连珠，对全场的把控和情绪带动，惊艳了观众，享受着观众们一阵阵的热烈掌声。
事业上的她取得了非凡的成绩，可情史却非常坎坷。
早年她和自己的老乡结了婚，因为性格不合，很快就离婚了。
在央视工作的时候，和郭达认识了，但母亲却非常不看好。
后来遇见了让她一辈子难以忘怀的人，才华横溢的导演陈凯歌。
为了他，倪萍放下身段为他洗衣做饭。更是默默的照顾陈凯歌的母亲6年，甚至在陈凯歌的母亲去世的时候，都以儿媳的身份出现在葬礼上。
正当她憧憬着美好婚姻的时候，陈凯歌牵着陈红出现了。看着怀有身孕的陈红，那年轻貌美的容颜，倪萍难以接受，深受打击的她以泪洗面。
在感情中付出最多的人，往往受伤最重。守着那颗支离破碎的心，倪萍消沉忧郁，难以自拔，很多年都无法走出这个阴影。
终有一天她明白，她不想成为依靠别人的藤蔓。只有自己强大了，优秀了，生活中没有过不去的坎。
靠山山倒，靠水水流，余生只有靠自己才能活得精彩。她一扫从前的阴霾，坚强的站了起来，勇敢的面对生活。
没有什么大不了的！只要内心不承认失败，那自己就是个胜利者。
97年的时候，倪萍和王文澜结婚了，两年后爱的结晶儿子出生了。这个虎头虎脑的宝宝，给她的生活带来了无限的希望和生机。
天有不测风云，才4个月的儿子就被检查出先天性白内障。医生的话就像晴天霹雳，震的她无法接受。
“这个病情况非常严重，如果不能及时救治，很有可能终身失明。要做好心理准备，医药费至少15万美金。”
怎么办？面对巨额的医药费，倪萍瘫倒在地上。婚姻和爱情没有打败她，唯独面对儿子的病，生平第1次感到了绝望。
看着儿子稚嫩的脸，她整夜整夜的失眠，整个人苍老了很多。
怎么办？为了儿子她做了一个决定：离开央视，尽最大的努力赚钱。
于是，她开始拍摄影视作品，也开始承接商演。医药费的压力，常常让她喘不过气，丈夫还因为孩子的事，常常吵架。
最后这段婚姻走到了尽头，一个女人面对着患病的儿子，倪萍真的崩溃了。
小的时候自己生活在单亲家庭，幸亏得到了姥姥的宠爱，才慢慢长大。长大后的自己事业上一帆风顺，爱情上接二连三的打击，但是为了孩子，她决定抛下脸面，跪倒在冯小刚面前，请求一个角色。
母爱就是这么深沉，这么伟大。为母则刚，她可以咬着牙含着泪扛下所有，哪怕弯腰跪下，也在所不惜。
冯小刚惊呆了：你要干嘛呀？赶快站起来，这不是折煞我吗？有什么事你说吧。
得知一切情况后，冯小刚拍着胸脯说：放心吧，医药费的事情就包在我身上。
既要带着儿子到国外治病，还要拼命的工作挣钱。一个女人再光鲜亮丽，为了孩子，宁愿付出所有。容光焕发的脸，皱纹悄悄爬了上来，挺拔的身材，也变得佝偻起来。
但为了儿子，这一切都值得。什么梦中女神？什么梦中情人？此时此刻她只有一个身份，孩子的妈妈。
她的乐观和坚强感动了天地，病魔也终于离儿子远去。08年的时候，医生告诉她一句话：小伙子没事了，以后等到结婚的时候再来复查一次吧。
这时候倪萍终于喜极而泣，10年的付出，终于得到了回报。作为母亲，她是伟大的。哪怕韶华不在，那怕容颜苍老，那怕鬓发霜染，只要儿子健康，所有的一切都值了。
现在60岁高龄的她，还出现在舞台上，身材臃肿，脸部僵硬，有人是讽刺：一大把年纪了，不好好养老，出来折腾啥？
现在的倪萍又收获了新的爱情，余生的真爱杨亚洲。只要心态不老，什么时候都很年轻。
倪萍用一生诠释了：没有人能将你打倒，除非你自己。坚强面对，永远会活得精彩。
人生起起伏伏面对大风大浪，掌好舵稳住！就像凤凰浴血一样，会涅槃重生。再次站起来，回头一望，红尘往事过眼云烟，向前看做独立自主的女性，生活的历练让自己更成熟，余生不长只愿精彩。
冯小刚却没有答应她的请求，只说了一句话。
央视著名主持人倪萍，自出道以来深受观众的喜欢。她和赵忠祥主持春节联欢晚会十几年，成了家喻户晓的明星。
她长相端庄大方，声音洪亮，凭借专业的功底和实力征服了观众的心。
虽然取得如此多的荣誉，但童年却很不幸。1959年倪萍出生在山东普通的家庭，父母因为感情不和，在她很小的时候就离婚了，倪萍只好跟着姥姥一块生活。
作为单亲家庭的她，非常刻苦努力。20岁的时候，就考入了山东艺术学院。
长相靓丽，再加上专业的功底，上大学的时候，倪萍就演了电影《山茶花》。工作一年之后，就被评为国家二级演员。
她能力提升，工作也特别出色，更是得到了央视的青睐，并主持《综艺大观》。
央视是个卧虎藏龙的地方，要想站稳脚，必须不断的提升自己。作为山东人，骨子里就有一股不服输的精神，她勤奋好学努力磨练自己，终于站上了春晚的舞台。
光阴不负有心人，舞台上的她妙语连珠，对全场的把控和情绪带动，惊艳了观众，享受着观众们一阵阵的热烈掌声。
事业上的她取得了非凡的成绩，可情史却非常坎坷。
早年她和自己的老乡结了婚，因为性格不合，很快就离婚了。
在央视工作的时候，和郭达认识了，但母亲却非常不看好。
后来遇见了让她一辈子难以忘怀的人，才华横溢的导演陈凯歌。
为了他，倪萍放下身段为他洗衣做饭。更是默默的照顾陈凯歌的母亲6年，甚至在陈凯歌的母亲去世的时候，都以儿媳的身份出现在葬礼上。
正当她憧憬着美好婚姻的时候，陈凯歌牵着陈红出现了。看着怀有身孕的陈红，那年轻貌美的容颜，倪萍难以接受，深受打击的她以泪洗面。
在感情中付出最多的人，往往受伤最重。守着那颗支离破碎的心，倪萍消沉忧郁，难以自拔，很多年都无法走出这个阴影。
终有一天她明白，她不想成为依靠别人的藤蔓。只有自己强大了，优秀了，生活中没有过不去的坎。
靠山山倒，靠水水流，余生只有靠自己才能活得精彩。她一扫从前的阴霾，坚强的站了起来，勇敢的面对生活。
没有什么大不了的！只要内心不承认失败，那自己就是个胜利者。
97年的时候，倪萍和王文澜结婚了，两年后爱的结晶儿子出生了。这个虎头虎脑的宝宝，给她的生活带来了无限的希望和生机。
天有不测风云，才4个月的儿子就被检查出先天性白内障。医生的话就像晴天霹雳，震的她无法接受。
“这个病情况非常严重，如果不能及时救治，很有可能终身失明。要做好心理准备，医药费至少15万美金。”
怎么办？面对巨额的医药费，倪萍瘫倒在地上。婚姻和爱情没有打败她，唯独面对儿子的病，生平第1次感到了绝望。
看着儿子稚嫩的脸，她整夜整夜的失眠，整个人苍老了很多。
怎么办？为了儿子她做了一个决定：离开央视，尽最大的努力赚钱。
于是，她开始拍摄影视作品，也开始承接商演。医药费的压力，常常让她喘不过气，丈夫还因为孩子的事，常常吵架。
最后这段婚姻走到了尽头，一个女人面对着患病的儿子，倪萍真的崩溃了。
小的时候自己生活在单亲家庭，幸亏得到了姥姥的宠爱，才慢慢长大。长大后的自己事业上一帆风顺，爱情上接二连三的打击，但是为了孩子，她决定抛下脸面，跪倒在冯小刚面前，请求一个角色。
母爱就是这么深沉，这么伟大。为母则刚，她可以咬着牙含着泪扛下所有，哪怕弯腰跪下，也在所不惜。
冯小刚惊呆了：你要干嘛呀？赶快站起来，这不是折煞我吗？有什么事你说吧。
得知一切情况后，冯小刚拍着胸脯说：放心吧，医药费的事情就包在我身上。
既要带着儿子到国外治病，还要拼命的工作挣钱。一个女人再光鲜亮丽，为了孩子，宁愿付出所有。容光焕发的脸，皱纹悄悄爬了上来，挺拔的身材，也变得佝偻起来。
但为了儿子，这一切都值得。什么梦中女神？什么梦中情人？此时此刻她只有一个身份，孩子的妈妈。
她的乐观和坚强感动了天地，病魔也终于离儿子远去。08年的时候，医生告诉她一句话：小伙子没事了，以后等到结婚的时候再来复查一次吧。
这时候倪萍终于喜极而泣，10年的付出，终于得到了回报。作为母亲，她是伟大的。哪怕韶华不在，那怕容颜苍老，那怕鬓发霜染，只要儿子健康，所有的一切都值了。
现在60岁高龄的她，还出现在舞台上，身材臃肿，脸部僵硬，有人是讽刺：一大把年纪了，不好好养老，出来折腾啥？
现在的倪萍又收获了新的爱情，余生的真爱杨亚洲。只要心态不老，什么时候都很年轻。
倪萍用一生诠释了：没有人能将你打倒，除非你自己。坚强面对，永远会活得精彩。
人生起起伏伏面对大风大浪，掌好舵稳住！就像凤凰浴血一样，会涅槃重生。再次站起来，回头一望，红尘往事过眼云烟，向前看做独立自主的女性，生活的历练让自己更成熟，余生不长只愿精彩。
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