Der FPGA-Markt begrüßt wieder neue Player, diesmal mit dem Ziel eines extrem niedrigen Stromverbrauchs
FPGA
Trotz einer Reihe von Ereignissen wie Akquisitionen und Umbildungen befindet sich der FPGA-Markt immer noch in einer relativ monopolistischen Situation, Hersteller wie Intel (Altera), Xilinx, Microchip (Microsemi) und Lattice haben diesen Markt im Wesentlichen aufgeteilt. Es ist keine leichte Aufgabe, in diesen Markt einzusteigen. Renesas Electronics, ein erfahrener Halbleiterhersteller, hat kürzlich angekündigt, die ForgeFPGA-Produktfamilie auf den Markt zu bringen und offiziell in den FPGA-Markt einzutreten.

ForgeFPGA

Das Entwicklungsteam von ForgeFPGA kommt von Silego Technology, das von Dialog übernommen wurde Nachdem Renesas die Übernahme von Dialog in diesem Jahr abgeschlossen hatte, brachte GreenPAK auf Basis von Silego diese FPGA-Serie auf den Markt. Die Positionierung von ForgeFPGA ist ein extrem niedriger Stromverbrauch und niedrige Kosten, hauptsächlich für Anwendungen mit weniger als 5000 Logikgattern.Die erste Produktserie dieser Serie wird 1K- und 2K-LUT-Größen verwenden. Nach Schätzungen von Renesas Electronics beträgt der Standby-Stromverbrauch weniger als 20 μA (Mikrowatt) und der Stückpreis in Chargen weniger als 0,5 US-Dollar zweites Quartal 2022.
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Macrocell-Modus / Renesas Electronics

Neben der auf GreenPAK basierenden Hardware wird auch ForgeFPGA das gleiche Geschäftsmodell wie GreenPAK übernehmen, und die Software steht kostenlos zum Download und ohne Lizenzgebühren zur Verfügung. Die freigegebene Entwicklungssoftware ForgeFPGA Workshop bietet zwei Entwicklungsmodi, alt und neu, zum einen den "Macro-Unit-Modus" basierend auf Schaltplänen zur Erfassung des Entwicklungsprozesses und zum anderen den HDL-Modus für Ingenieure, die mit Verilog vertraut sind.

iCE40 UltraLite

Ebenfalls auf extrem niedrigen Stromverbrauch konzentriert sind die FPGAs der iCE40 UltraLite-Serie von Lattice, iCE40UL-640 mit 640 LUT und iCE40UL-1K mit 1K LUT. Die beiden FPGAs werden in einem 40-nm-Prozess hergestellt und der Standby-Strom beträgt nur 35 μA, was einem Standby-Stromverbrauch von 42 μW entspricht. Und beide bieten 16-Ball-WLCSP- und 36-Ball-ucBGA-Pakete, aber nur das zweite Paket hat PLL.
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iCE40 UltraLite / Gitter

iCE40 UltraLite hat einen eingebauten 56kb BRAM und zwei Quarze, einen 10kHz Niederfrequenzquarz und einen 48MHz Hochfrequenzquarz. Ersteres ist für Always-On-Anwendungen geeignet, während letzteres für Wake-up geeignet ist. Lattice bettet außerdem eine gehärtete PWM-Schaltung für RGB-LEDs und eine gehärtete TX/RX-Pulslogikschaltung für Infrarot-LEDs in das FPGA ein, sodass es ohne externe MOSFETs oder Puffer direkt mit der LED verbunden werden kann.

GW1NZ-ZV

Laut dem einheimischen FPGA-Hersteller Gaoyun Semiconductor haben FPGAs mit geringem Stromverbrauch Vorteile gegenüber Mikrocontrollern in Anwendungen, die einen kontinuierlichen Betrieb und eine Echtzeitüberwachung von System-I/O und Peripheriegeräten erfordern. Da der Mikrocontroller ständig einen Takt zur Verfügung stellen muss, um die gleiche Arbeit auszuführen, kann dies auch dann nicht ignoriert werden, wenn die Betriebsgeschwindigkeit reduziert werden kann, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Ein FPGA mit niedrigem statischem Stromverbrauch braucht nur einen kleinen Teil der Logikeinheit dynamischen Strom zu verbrauchen, und der Rest der Logikeinheit verbraucht keinen Strom.

Zu diesem Zweck hat Gowin Semiconductor das nichtflüchtige Ultra-Low-Power-FPGA GW1NZ-ZV auf den Markt gebracht, das einen eingebetteten 55-nm-Flash-Prozess und Gowins Always-on-Technologie verwendet und bei einer Kernspannung von 0,9 V einen statischen Stromverbrauch von weniger als 28 μW erreichen kann. FPGA kann dynamisch zusätzliche Ressourcen bereitstellen, die als Power-Management-Modul konzipiert sind und zum Aufwecken anderer Systemkomponenten verwendet werden.