Neue FPGA-Produkte: FPGA-System-on-Chip mit RISC-V-Hardcore kommt
Vor nicht allzu langer Zeit hat Microchip eine Pressemitteilung herausgegeben, in der seine neuen FPGA (Field Programmable Gate Array) und FPGA System-on-Chip (SoC) Geräte mit mittlerer Bandbreite vorgestellt werden. Laut Pressemitteilung halbieren die neuen FPGA- und SoC-Produkte den statischen Stromverbrauch, haben im Vergleich zu vergleichbaren Geräten die kleinste wärmeerzeugende Fläche, aber keine Einbußen an Leistung und Rechenleistung. Die neuen Produkte sind PolarFire FPGA mit niedriger Dichte (MPF050T) und PolarFire SoC (MPFS025T).
1

Abbildung: FPGA-spezifische Parameter der PolarFire-Serie (Quelle: offizielle Website von Microchip)
Spezifische Parameter
Werfen wir einen Blick auf die spezifischen Parameter dieser beiden neuen FPGA-Produkte. Die offizielle Website von Microchip enthält die spezifischen Parameter dieser beiden neuen Produkte, wie z.

Darüber hinaus verfügt das neue FPGA der PolarFire-Serie über ein effizienteres DSP-Modul; es wird hauptsächlich für die 4K/2K-Bildverarbeitung verwendet und unterstützt das CSI-2-Protokoll von MIPI; unterstützt Bildsensorschnittstellen wie SLVS-EC; der statische Stromverbrauch wurde erheblich gesenkt verbessert Der Energieverbrauch beträgt laut offiziellen Angaben nur ein Zehntel der Konkurrenz, auch der Energieverbrauch von SerDes wurde stark verbessert, es hat eine relativ kleine Gehäusegröße und ein vollständiges RISC-V-Ökosystem.

Darunter verfügt PolarFire FPGA SoC auch über einen gehärteten RISC-V-Architekturprozessor auf Anwendungsebene und ein Prozessor-Subsystem, das Fünf-Kern-Linux unterstützt, wodurch eine innovative, lizenzfreie Embedded-Computing-Plattform der Mittelklasse auf den Markt gebracht wird.
2
Abbildung: Funktionsblockdiagramm des PolarFire FPGA SoC (Quelle: Datenblatt von Microchip)

Die Implementierung der RISC-V-CPU-Mikroarchitektur ist eine einfache fünfstufige sequenzielle Single-Shot-Pipeline, die nicht von der Ausnutzung von Meltdown- und Spectre-Schwachstellen betroffen ist, die in häufig verwendeten ungeordneten Maschinen vorhanden sind. Alle fünf CPU-Kerne sind mit dem Speichersubsystem konsistent und unterstützen eine multifunktionale Kombination aus deterministischen Echtzeitsystemen und Linux in einem einzigen Multi-Core-CPU-Cluster.
FPGA-Produktlinie und -Funktionen von Microchip
Tatsächlich wird die FPGA-Produktlinie von Microchip hauptsächlich von Microsemi abgeleitet, das 2018 übernommen wurde. Zu den Produkten von Microsemi gehören hochleistungsfähige strahlungstolerante analoge integrierte Mixed-Signal-Schaltungen, FPGAs, SoCs und ASICs, Power-Management-Produkte, Timing-/Synchronisationsgeräte, die globale Zeitstandards und präzise Zeitlösungen setzen, Sprachverarbeitungsgeräte, Hochfrequenzlösungen, diskrete Komponenten, Speicher- und Kommunikationslösungen für Unternehmen, Sicherheitstechnologie und skalierbare manipulationssichere Produkte, Ethernet-Lösungen, Power-over-Ethernet-ICs und Intermediate-Jumper-Lösungen sowie andere kundenspezifische Designfunktionen und Dienstleistungen. Unter ihnen ist FPGA seine wichtigste Produktlinie.

Heutzutage umfasst die FPGA-Produktlinie von Microchip hauptsächlich drei, nämlich Ultra-Low-Density-FPGA, Low-Power-Medien-Density-FPGA und High-Density-FPGA.
3

Abbildung: Übersicht über die aktuelle Produktlinie von Microchip (Quelle: Microchip)

Es wird berichtet, dass die FPGA-Produkte von Microchip vier Hauptmerkmale aufweisen: Zum einen einen geringen Stromverbrauch, der laut offizieller Einführung etwa 50% niedriger ist als der der Konkurrenz, zum anderen die bewährte Sicherheit, da die Produkte über viele integrierte Sicherheitsfunktionen verfügen und Verschlüsselungs-Engines. ; Die dritte ist die FPGA-Konfiguration der SEU-Immunität. SEU bezieht sich auf Single-Event Upsets (SEU). Insbesondere werden Komponenten durch Strahlung beeinflusst und bewirken, dass der Potenzialzustand springt, aus "0" wird "1" ", oder aus "1" wird "0", aber es verursacht im Allgemeinen keine physischen Schäden am Gerät; die vierte ist sofort und nicht flüchtig, sie kann sofort nach dem Einschalten arbeiten, es ist kein Konfigurationsvorgang erforderlich.
Anwendungsszenario
Im Allgemeinen ist eine Hochgeschwindigkeits-Signalverarbeitung erforderlich, wie etwa Radarsignale, Bildsignalerfassung und Kommunikationssignale.Echtzeitanforderungen sind relativ hoch.Wenn Parallel- und Pipeline-Verarbeitung erforderlich sind, müssen FPGAs implementiertwerden. Da Microchip einen geringeren Stromverbrauch hat, kann es in intelligenten Embedded-Vision-Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und in wärmebeschränkten Automobil-, Industrieautomatisierungs-, Kommunikations-, Verteidigungs- und Internet-of-Things-Systemen verwendet werden.
Über die Versorgung
Berichten zufolge können Entwickler das Software-Tool Libero von Microchip für die Entwicklung neuer Produkte verwenden, das bereits die neuesten PolarFire FPGA- und FPGA-SoC-Produkte unterstützt, aber die Stapellieferung neuer FPGA-Produkte wird bis zum ersten Quartal 2022 warten.