새로운 FPGA 제품: RISC-V 하드 코어가 있는 FPGA 시스템 온칩 출시 예정

얼마 전 Microchip은 새로운 중간 대역폭 FPGA(Field Programmable Gate Array) 및 FPGA SoC(System-on-Chip) 장치를 소개하는 보도 자료를 발표했습니다. 보도 자료에 따르면 새로운 FPGA 및 SoC 제품은 정적 전력 소비를 절반으로 줄이며 유사한 장치에 비해 발열 면적이 가장 작지만 성능 및 컴퓨팅 성능의 손실은 없습니다. 신제품은 저밀도 PolarFire FPGA(MPF050T)와 PolarFire SoC(MPFS025T)입니다.
 

그림: PolarFire 시리즈 FPGA 특정 매개변수(출처: Microchip 공식 웹사이트)
특정 매개변수
이 두 가지 새로운 FPGA 제품의 특정 매개변수를 살펴보겠습니다. Microchip의 공식 웹사이트에는 2MB L2 캐시, 저전력 DDR4(LPDDR4) 메모리 지원, 최대 12.5Gbps를 지원하는 SerDes, PCIe 인터페이스 지원 등과 같은 두 신제품의 특정 매개변수가 있습니다.

또한 새로운 PolarFire 시리즈 FPGA는 보다 효율적인 DSP 모듈을 가지고 있으며 주로 4K/2K 이미지 처리에 사용되며 MIPI의 CSI-2 프로토콜을 지원하며 SLVS-EC와 같은 이미지 센서 인터페이스를 지원하며 정적 전력 소비가 크게 감소했습니다. 향상된 공식 주장에 따르면 전력 소비는 경쟁 제품의 10분의 1에 불과하며 SerDes 전력 소비도 크게 개선되었으며 패키지 크기가 비교적 작고 완전한 RISC-V 에코시스템을 갖추고 있습니다.

그 중 PolarFire FPGA SoC는 또한 강화된 애플리케이션 레벨 RISC-V 아키텍처 프로세서와 5코어 Linux를 지원하는 프로세서 서브시스템을 갖추고 있어 혁신적인 로열티 프리, 미드레인지 임베디드 컴퓨팅 플랫폼을 시장에 선보입니다.
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그림: PolarFire FPGA SoC의 기능 블록 다이어그램(출처: Microchip의 데이터 시트)

RISC-V CPU 마이크로아키텍처의 구현은 일반적으로 사용되는 무질서한 시스템에 존재하는 Meltdown 및 Spectre 취약점의 악용에 영향을 받지 않는 간단한 5단계 단일 샷 순차 파이프라인입니다. 5개의 CPU 코어는 모두 메모리 하위 시스템과 일치하며 단일 멀티 코어 CPU 클러스터에서 결정적 실시간 시스템과 Linux의 다기능 조합을 지원합니다.
Microchip의 FPGA 제품 라인 및 기능
실제로 마이크로칩의 FPGA 제품군은 2018년 인수한 마이크로세미에서 주로 파생된다. Microsemi의 제품에는 고성능 내방사선 아날로그 혼합 신호 집적 회로, FPGA, SoC 및 ASIC, 전원 관리 제품, 글로벌 시간 표준 및 정확한 시간 솔루션을 설정하는 타이밍/동기화 장치, 음성 처리 장치, 무선 주파수 솔루션, 개별 부품, 엔터프라이즈 스토리지 및 통신 솔루션, 보안 기술 및 확장 가능한 변조 방지 제품, 이더넷 솔루션, PoE(Power-over-Ethernet) IC 및 중간 점퍼 솔루션, 기타 맞춤형 설계 기능 및 서비스. 그 중 FPGA는 가장 중요한 제품군입니다.

현재 Microchip의 FPGA 제품 라인은 주로 초저밀도 FPGA, 저전력 중밀도 FPGA 및 고밀도 FPGA의 3가지를 보유하고 있습니다.
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그림: Microchip의 현재 제품 라인 개요(출처: Microchip)

Microchip의 FPGA 제품에는 4가지 주요 기능이 있는 것으로 보고됩니다. 하나는 저전력 소모입니다.공식 소개에 따르면 경쟁 제품보다 약 50% 낮고 다른 하나는 제품에 많은 보안 기능이 내장되어 있어 검증된 보안입니다. 및 암호화 엔진. ; 세 번째는 SEU 내성의 FPGA 구성입니다. SEU는 SEU(Single-Event Upsets)를 나타냅니다. 특히 구성 요소는 방사의 영향을 받고 잠재적인 상태가 점프하게 하고 "0"은 "1" ", 또는 "1"이 "0"이 되지만 일반적으로 장치에 물리적 손상을 일으키지 않습니다. 네 번째는 순간적이고 비휘발성이며 전원을 켠 직후에 작동할 수 있으며 구성 프로세스가 필요하지 않습니다.
적용 시나리오
일반적으로 레이더 신호, 영상 신호 획득, 통신 신호 등의 고속 신호 처리가 요구되며, 실시간 요구 사항이 상대적으로 높으며, 병렬 및 파이프라인 처리가 필요한 경우 구현을 위해 FPGA가 필요합니다. Microchip은 전력 소비가 낮기 때문에 저전력 지능형 임베디드 비전 애플리케이션과 열 제약이 있는 자동차, 산업 자동화, 통신, 방위 및 사물 인터넷 시스템에 사용할 수 있습니다.
공급에 대해
보고서에 따르면 개발자는 최신 PolarFire FPGA 및 FPGA SoC 제품을 이미 지원하는 Microchip의 Libero 소프트웨어 도구를 신제품 개발에 사용할 수 있지만 새로운 FPGA 제품의 일괄 배송은 2022년 1분기까지 기다려야 합니다.