Новые продукты ПЛИС: скоро появится система на кристалле ПЛИС с жестким ядром RISC-V
Не так давно Microchip выпустила пресс-релиз, в котором представила свою новую программируемую вентильную матрицу со средней полосой пропускания (FPGA) и устройства FPGA system-on-chip (SoC). Согласно его пресс-релизу, новые продукты FPGA и SoC снижают статическое энергопотребление вдвое. По сравнению с аналогичными устройствами они имеют наименьшую площадь тепловыделения, но при этом не происходит потери производительности и вычислительной мощности. Новыми продуктами являются ПЛИС PolarFire низкой плотности (MPF050T) и PolarFire SoC (MPFS025T).
1

Рисунок: Специфические параметры FPGA серии PolarFire (Источник: официальный сайт Microchip)
Конкретные параметры
Давайте посмотрим на конкретные параметры этих двух новых продуктов FPGA. На официальном веб-сайте Microchip представлены конкретные параметры этих двух новых продуктов, такие как 2 МБ кэш-памяти L2, поддержка памяти DDR4 с низким энергопотреблением (LPDDR4), SerDes, поддерживающих скорость до 12,5 Гбит / с, а также поддержка интерфейсов PCIe и т. Д.

Кроме того, новая ПЛИС серии PolarFire имеет более эффективный модуль DSP; он в основном используется для обработки изображений 4K / 2K и поддерживает протокол MIPI CSI-2; поддерживает интерфейсы датчиков изображения, такие как SLVS-EC; статическое энергопотребление значительно увеличилось. улучшено Официальный утверждает, что энергопотребление составляет лишь одну десятую от конкурентов, а также значительно улучшилось энергопотребление SerDes; он имеет относительно небольшой размер корпуса и полную экосистему RISC-V.

Среди них PolarFire FPGA SoC также имеет процессор с усиленной архитектурой RISC-V на уровне приложений и процессорную подсистему, которая поддерживает пятиъядерный Linux, что выводит на рынок инновационную бесплатную платформу для встраиваемых вычислений среднего уровня.
2
Рисунок: Функциональная блок-схема PolarFire FPGA SoC (Источник: данные Microchip)

Реализация микроархитектуры ЦП RISC-V представляет собой простой пятиэтапный пошаговый последовательный конвейер, на который не влияет использование уязвимостей Meltdown и Spectre, которые существуют в обычно используемых неисправных машинах. Все пять ядер ЦП согласованы с подсистемой памяти и поддерживают многофункциональную комбинацию детерминированных систем реального времени и Linux в одном многоядерном кластере ЦП.
Линия продуктов Microchip FPGA и особенности
Фактически, линейка продуктов Microchip FPGA в основном происходит от Microsemi, которая была приобретена в 2018 году. Продукция Microsemi включает высокопроизводительные радиационно-стойкие аналоговые интегральные схемы со смешанными сигналами, FPGA, SoC и ASIC, продукты для управления питанием, устройства синхронизации / синхронизации, которые устанавливают глобальные стандарты времени и решения для точного времени, устройства обработки голоса, радиочастотные решения, дискретные компоненты, Корпоративные решения для хранения данных и связи, технологии безопасности и масштабируемые продукты с защитой от несанкционированного доступа, решения для Ethernet, ИС с питанием через Ethernet и решения с промежуточными перемычками, а также другие возможности и услуги индивидуального проектирования. Среди них FPGA - самая важная линейка продуктов.

В настоящее время линейка продуктов Microchip FPGA в основном состоит из трех: FPGA со сверхнизкой плотностью, FPGA с низким энергопотреблением и со средней плотностью, а также FPGA с высокой плотностью.
3

Рис.: Обзор текущей линейки продуктов Microchip (Источник: Microchip)

Сообщается, что продукты Microchip FPGA обладают четырьмя основными характеристиками. Одна из них - низкое энергопотребление. Согласно официальному представлению, это примерно на 50% ниже, чем у конкурентов; вторая - проверенная безопасность, поскольку ее продукты имеют множество встроенных средств защиты. и механизмы шифрования.; Третий - конфигурация FPGA невосприимчивости к SEU. SEU относится к однократным сбоям (SEU). В частности, компоненты подвергаются воздействию излучения и вызывают скачок состояния, «0» становится «1», или «1» становится «0», но обычно это не вызывает физического повреждения устройства; четвертый - мгновенный и энергонезависимый, он может работать сразу после включения, процесс настройки не требуется.
Сценарий применения
Вообще говоря, требуется высокоскоростная обработка сигналов, таких как сигналы радара, получение сигнала изображения и сигналы связи. Требования к режиму реального времени относительно высоки. Когда требуется параллельная и конвейерная обработка, необходимо реализовать ПЛИС. Поскольку Microchip имеет более низкое энергопотребление, его можно использовать в маломощных интеллектуальных встроенных приложениях технического зрения и в системах автомобильной промышленности, промышленной автоматизации, связи, обороны и Интернета вещей с ограниченным тепловыделением.
О поставке
Согласно сообщениям, разработчики могут использовать программный инструмент Microchip Libero для разработки новых продуктов, который уже поддерживает новейшие продукты PolarFire FPGA и FPGA SoC, но партия новых продуктов FPGA будет ждать до первого квартала 2022 года.