Nouveaux produits FPGA : le système sur puce FPGA avec noyau dur RISC-V arrive
Il n'y a pas si longtemps, Microchip a publié un communiqué de presse présentant son nouveau réseau de portes programmables sur le terrain (FPGA) à bande passante moyenne et ses dispositifs de système sur puce (SoC) FPGA. Selon son communiqué de presse, les nouveaux produits FPGA et SoC réduisent la consommation d'énergie statique de moitié. Par rapport aux appareils similaires, ils ont la plus petite zone de génération de chaleur, mais il n'y a pas de perte de performances et de puissance de calcul. Les nouveaux produits sont le FPGA PolarFire basse densité (MPF050T) et le SoC PolarFire (MPFS025T).
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Figure : Paramètres spécifiques aux FPGA de la série PolarFire (Source : site officiel de Microchip)
Paramètres spécifiques
Jetons un coup d'œil aux paramètres spécifiques de ces deux nouveaux produits FPGA. Le site Web officiel de Microchip contient les paramètres spécifiques de ces deux nouveaux produits, tels qu'un cache L2 de 2 Mo, la prise en charge de la mémoire DDR4 basse consommation (LPDDR4), SerDes prenant en charge jusqu'à 12,5 Gbit/s et la prise en charge des interfaces PCIe, etc.

De plus, le nouveau FPGA de la série PolarFire dispose d'un module DSP plus efficace ; il est principalement utilisé pour le traitement d'images 4K/2K et prend en charge le protocole CSI-2 de MIPI ; prend en charge les interfaces de capteur d'image, telles que SLVS-EC ; la consommation d'énergie statique a été considérablement amélioré Le fonctionnaire affirme que la consommation d'énergie n'est que d'un dixième de celle des concurrents, et la consommation d'énergie de SerDes a également été considérablement améliorée ; il a une taille de boîtier relativement petite et un écosystème RISC-V complet.

Parmi eux, PolarFire FPGA SoC dispose également d'un processeur d'architecture RISC-V renforcé au niveau de l'application et d'un sous-système de processeur qui prend en charge Linux à cinq cœurs, mettant sur le marché une plate-forme informatique embarquée innovante et libre de droits.
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Figure : Schéma fonctionnel du SoC PolarFire FPGA (Source : fiche technique de Microchip)

La mise en œuvre de la microarchitecture CPU RISC-V est un pipeline séquentiel simple à cinq étapes, qui n'est pas affecté par l'exploitation des vulnérabilités Meltdown et Spectre qui existent dans les machines désordonnées couramment utilisées. Les cinq cœurs de processeur sont cohérents avec le sous-système de mémoire et prennent en charge une combinaison multifonctionnelle de systèmes temps réel déterministes et Linux dans un seul cluster de processeurs multicœurs.
Gamme de produits et fonctionnalités FPGA de Microchip
En fait, la gamme de produits FPGA de Microchip est principalement dérivée de Microsemi, qui a été acquise en 2018. Les produits de Microsemi comprennent des circuits intégrés analogiques à signaux mixtes hautes performances tolérant aux rayonnements, des FPGA, des SoC et des ASIC, des produits de gestion de l'alimentation, des dispositifs de synchronisation/synchronisation qui définissent des normes horaires mondiales et des solutions temporelles précises, des dispositifs de traitement de la voix, des solutions radiofréquence, des composants discrets, Solutions de stockage et de communication d'entreprise, technologies de sécurité et produits inviolables évolutifs, solutions Ethernet, circuits intégrés d'alimentation sur Ethernet et solutions de cavaliers intermédiaires, ainsi que d'autres capacités et services de conception personnalisés. Parmi eux, le FPGA est sa gamme de produits la plus importante.

De nos jours, la gamme de produits FPGA de Microchip en compte principalement trois, à savoir le FPGA ultra-basse densité, le FPGA moyenne densité basse consommation et le FPGA haute densité.
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Figure : Présentation de la gamme de produits actuelle de Microchip (Source : Microchip)

Il est rapporté que les produits FPGA de Microchip ont quatre caractéristiques principales. L'une est une faible consommation d'énergie. Selon l'introduction officielle, elle est environ 50 % inférieure à celle de la concurrence ; l'autre est la sécurité éprouvée, car ses produits ont de nombreuses fonctionnalités de sécurité intégrées. et les moteurs de cryptage. ; Le troisième est la configuration FPGA de l'immunité SEU. SEU fait référence aux perturbations à événement unique (SEU). Plus précisément, les composants sont affectés par le rayonnement et font sauter l'état potentiel, " 0 " devient " 1 " ", ou "1" devient "0", mais cela ne cause généralement pas de dommages physiques à l'appareil ; le quatrième est instantané et non volatile, il peut fonctionner immédiatement après la mise sous tension, aucun processus de configuration n'est requis.
Scénario d'application
D'une manière générale, un traitement de signal à grande vitesse est requis, comme les signaux radar, l'acquisition de signaux d'image et les signaux de communication. Les exigences en temps réel sont relativement élevées. Lorsqu'un traitement en parallèle et en pipeline est requis, des FPGA doivent être mis en œuvre. Étant donné que Microchip consomme moins d'énergie, il peut être utilisé dans des applications de vision embarquée intelligente à faible consommation et dans des systèmes automobiles, d'automatisation industrielle, de communication, de défense et d'Internet des objets soumis à des contraintes thermiques.
A propos de l'approvisionnement
Selon les rapports, les développeurs peuvent utiliser l'outil logiciel Libero de Microchip pour le développement de nouveaux produits, qui prend déjà en charge les derniers produits PolarFire FPGA et FPGA SoC, mais l'expédition par lots de nouveaux produits FPGA attendra jusqu'au premier trimestre 2022.