Yeni FPGA ürünleri: RISC-V sert çekirdekli çip üzerinde FPGA sistemi geliyor
Kısa bir süre önce Microchip, yeni orta bant genişliği alan programlanabilir kapı dizisi (FPGA) ve FPGA çip üzerinde sistem (SoC) cihazlarını tanıtan bir basın açıklaması yayınladı. Basın açıklamasına göre, yeni FPGA ve SoC ürünleri statik güç tüketimini yarı yarıya azaltıyor.Benzer cihazlarla karşılaştırıldığında, en küçük ısı üreten alana sahipler, ancak performans ve bilgi işlem gücü kaybı yok. Yeni ürünler düşük yoğunluklu PolarFire FPGA (MPF050T) ve PolarFire SoC (MPFS025T).
1

Şekil: PolarFire serisi FPGA'ya özgü parametreler (Kaynak: Microchip resmi web sitesi)
Belirli parametreler
Bu iki yeni FPGA ürününün spesifik parametrelerine bir göz atalım. Microchip'in resmi web sitesinde, 2MB L2 önbellek, düşük güçlü DDR4 (LPDDR4) bellek desteği, 12.5Gbps'ye kadar destekleyen SerDe'ler ve PCIe arabirimleri için destek vb. gibi bu iki yeni ürünün belirli parametreleri bulunur.

Ek olarak, yeni PolarFire serisi FPGA daha verimli bir DSP modülüne sahiptir; esas olarak 4K/2K görüntü işleme için kullanılır ve MIPI'nin CSI-2 protokolünü destekler; SLVS-EC gibi görüntü sensörü arayüzlerini destekler; statik güç tüketimi büyük ölçüde olmuştur Geliştirildi Yetkili, güç tüketiminin rakiplerin yalnızca onda biri olduğunu ve SerDes güç tüketiminin de büyük ölçüde iyileştirildiğini iddia ediyor; nispeten küçük bir paket boyutuna ve eksiksiz bir RISC-V ekosistemine sahip.

Bunlar arasında, PolarFire FPGA SoC ayrıca sertleştirilmiş uygulama düzeyinde bir RISC-V mimarisi işlemcisine ve beş çekirdekli Linux'u destekleyen bir işlemci alt sistemine sahip olup, piyasaya yenilikçi, telifsiz, orta ölçekli bir gömülü bilgi işlem platformu sunar.
2
Şekil: PolarFire FPGA SoC'nin işlevsel blok şeması (Kaynak: Microchip'in veri sayfası)

RISC-V CPU mikro mimarisinin uygulanması, yaygın olarak kullanılan düzensiz makinelerde bulunan Meltdown ve Spectre güvenlik açıklarının sömürülmesinden etkilenmeyen, basit, beş aşamalı, tek aşamalı, sıralı bir işlem hattıdır. Beş CPU çekirdeğinin tümü, bellek alt sistemiyle tutarlıdır ve tek bir çok çekirdekli CPU kümesinde deterministik gerçek zamanlı sistemler ile Linux'un çok işlevli bir kombinasyonunu destekler.
Microchip'in FPGA ürün grubu ve özellikleri
Aslında, Microchip'in FPGA ürün grubu, esas olarak 2018'de satın alınan Microsemi'den türetilmiştir. Microsemi'nin ürünleri arasında yüksek performanslı radyasyon toleranslı analog karışık sinyalli entegre devreler, FPGA'lar, SoC'ler ve ASIC'ler, güç yönetimi ürünleri, küresel zaman standartlarını ve hassas zaman çözümlerini belirleyen zamanlama/senkronizasyon cihazları, ses işleme cihazları, radyo frekansı çözümleri, ayrık bileşenler, Kurumsal depolama ve iletişim çözümleri, güvenlik teknolojisi ve kurcalamaya dayanıklı ölçeklenebilir ürünler, Ethernet çözümleri, Ethernet üzerinden güç IC'leri ve ara atlama kablosu çözümleri ve diğer özel tasarım yetenekleri ve hizmetleri. Bunlar arasında en önemli ürün grubu FPGA'dır.

Günümüzde, Microchip'in FPGA ürün serisinde esas olarak ultra düşük yoğunluklu FPGA, düşük güçlü orta yoğunluklu FPGA ve yüksek yoğunluklu FPGA olmak üzere üç tane bulunmaktadır.
3

Şekil: Microchip'in mevcut ürün serisine genel bakış (Kaynak: Microchip)

Microchip'in FPGA ürünlerinin dört ana özelliği olduğu bildiriliyor.Biri düşük güç tüketimi.Resmi tanıtıma göre rakiplerinden yaklaşık %50 daha düşük, diğeri ise kanıtlanmış güvenlik, çünkü ürünlerinde birçok yerleşik güvenlik var. ve şifreleme motorları. ; Üçüncüsü, SEU bağışıklığının FPGA konfigürasyonudur. SEU, Tek Olaylı Upsets (SEU) anlamına gelir. Spesifik olarak, bileşenler radyasyondan etkilenir ve potansiyel durumun sıçramasına neden olur, "0", "1" olur ", veya "1", "0" olur, ancak genellikle cihazda fiziksel hasara neden olmaz; dördüncüsü anlıktır ve kalıcıdır, açıldıktan hemen sonra çalışabilir, herhangi bir yapılandırma işlemi gerekmez.
Uygulama senaryosu
Genel olarak konuşursak, radar sinyalleri, görüntü sinyali toplama ve iletişim sinyalleri gibi yüksek hızlı sinyal işleme gereklidir.Gerçek zamanlı gereksinimler nispeten yüksektir.Paralel ve boru hattı işleme gerektiğinde, FPGA'ların uygulanması gerekir. Microchip daha düşük güç tüketimine sahip olduğundan, düşük güçlü akıllı gömülü görüntü uygulamalarında ve ısı kısıtlamalı otomotiv, endüstriyel otomasyon, iletişim, savunma ve Nesnelerin İnterneti sistemlerinde kullanılabilir.
Tedarik hakkında
Raporlara göre geliştiriciler, en yeni PolarFire FPGA ve FPGA SoC ürünlerini zaten destekleyen Microchip'in Libero yazılım aracını yeni ürün geliştirme için kullanabilirler, ancak yeni FPGA ürünlerinin toplu sevkiyatı 2022'nin ilk çeyreğine kadar bekleyecek.