Nuovi prodotti FPGA: in arrivo system-on-chip FPGA con hard core RISC-V
Non molto tempo fa, Microchip ha emesso un comunicato stampa presentando i suoi nuovi dispositivi FPGA (field programmable gate array) e system-on-chip (SoC) FPGA a larghezza di banda media. Secondo il comunicato stampa, i nuovi prodotti FPGA e SoC dimezzano il consumo di energia statica: rispetto a dispositivi simili, hanno l'area di generazione di calore più piccola, ma non vi è alcuna perdita di prestazioni e potenza di calcolo. I nuovi prodotti sono PolarFire FPGA a bassa densità (MPF050T) e PolarFire SoC (MPFS025T).
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Figura: parametri specifici dell'FPGA serie PolarFire (fonte: sito Web ufficiale di Microchip)
Parametri specifici
Diamo un'occhiata ai parametri specifici di questi due nuovi prodotti FPGA. Il sito Web ufficiale di Microchip ha i parametri specifici di questi due nuovi prodotti, come una cache L2 da 2 MB, supporto per memoria DDR4 (LPDDR4) a basso consumo, SerDes che supporta fino a 12,5 Gbps e supporto per interfacce PCIe e così via.

Inoltre, il nuovo FPGA della serie PolarFire ha un modulo DSP più efficiente; è utilizzato principalmente per l'elaborazione di immagini 4K/2K e supporta il protocollo CSI-2 di MIPI; supporta le interfacce del sensore di immagine, come SLVS-EC; il consumo di energia statica è stato notevolmente migliorato Il funzionario afferma che il consumo energetico è solo un decimo di quello della concorrenza e anche il consumo energetico di SerDes è stato notevolmente migliorato; ha una dimensione del pacchetto relativamente piccola e un ecosistema RISC-V completo.

Tra questi, PolarFire FPGA SoC ha anche un processore con architettura RISC-V a livello di applicazione rinforzato e un sottosistema del processore che supporta Linux a cinque core, portando sul mercato un'innovativa piattaforma di elaborazione embedded di fascia media esente da royalty.
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Figura: Schema a blocchi funzionale del SoC PolarFire FPGA (Fonte: scheda tecnica di Microchip)

L'implementazione della microarchitettura della CPU RISC-V è una semplice pipeline sequenziale single-shot a cinque fasi, che non è influenzata dallo sfruttamento delle vulnerabilità Meltdown e Spectre che esistono nelle macchine disordinate di uso comune. Tutti e cinque i core della CPU sono coerenti con il sottosistema di memoria e supportano una combinazione multifunzionale di sistemi deterministici in tempo reale e Linux in un singolo cluster di CPU multi-core.
Linea di prodotti e caratteristiche FPGA di Microchip
In effetti, la linea di prodotti FPGA di Microchip deriva principalmente da Microsemi, acquisita nel 2018. I prodotti Microsemi includono circuiti integrati analogici a segnale misto tolleranti alle radiazioni ad alte prestazioni, FPGA, SoC e ASIC, prodotti per la gestione dell'alimentazione, dispositivi di temporizzazione/sincronizzazione che definiscono standard temporali globali e soluzioni temporali precise, dispositivi di elaborazione vocale, soluzioni a radiofrequenza, componenti discreti, Soluzioni di archiviazione e comunicazione aziendali, tecnologia di sicurezza e prodotti scalabili a prova di manomissione, soluzioni Ethernet, CI Power-over-Ethernet e soluzioni jumper intermedie e altre funzionalità e servizi di progettazione personalizzata. Tra questi, FPGA è la sua linea di prodotti più importante.

Al giorno d'oggi, la linea di prodotti FPGA di Microchip ha principalmente tre: FPGA a densità ultra bassa, FPGA a media densità a bassa potenza e FPGA ad alta densità.
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Figura: Panoramica dell'attuale linea di prodotti di Microchip (Fonte: Microchip)

È stato riferito che i prodotti FPGA di Microchip hanno quattro caratteristiche principali. Uno è il basso consumo energetico. Secondo l'introduzione ufficiale, è inferiore di circa il 50% rispetto alla concorrenza, l'altro è la sicurezza comprovata, perché i suoi prodotti hanno molti dispositivi di sicurezza incorporati e motori di crittografia. ; Il terzo è la configurazione FPGA dell'immunità SEU. SEU si riferisce a Single-Event Upsets (SEU). In particolare, i componenti sono influenzati dalle radiazioni e fanno saltare lo stato potenziale, "0" diventa "1" ", o "1" diventa "0", ma generalmente non provoca danni fisici al dispositivo; il quarto è istantaneo e non volatile, può funzionare immediatamente dopo l'accensione, non è richiesto alcun processo di configurazione.
Scenario applicativo
In generale, è richiesta l'elaborazione del segnale ad alta velocità, come segnali radar, acquisizione del segnale di immagine e segnali di comunicazione.I requisiti in tempo reale sono relativamente elevati.Quando sono richieste elaborazione parallela e pipeline, è necessario implementare gli FPGA. Poiché Microchip ha un consumo energetico inferiore, può essere utilizzato in applicazioni di visione integrate intelligenti a bassa potenza e sistemi automobilistici, automazione industriale, comunicazioni, difesa e Internet of Things con limitazioni di calore.
A proposito di fornitura
Secondo i rapporti, gli sviluppatori possono utilizzare lo strumento software Libero di Microchip per lo sviluppo di nuovi prodotti, che supporta già gli ultimi prodotti PolarFire FPGA e FPGA SoC, ma la spedizione in batch di nuovi prodotti FPGA attenderà fino al primo trimestre del 2022.