Sản phẩm FPGA mới: Hệ thống FPGA trên chip với lõi cứng RISC-V sắp ra mắt
Cách đây không lâu, Microchip đã đưa ra thông cáo báo chí giới thiệu mảng cổng lập trình trường băng thông trung bình (FPGA) và thiết bị hệ thống trên chip (SoC) FPGA. Theo thông cáo báo chí của hãng, các sản phẩm FPGA và SoC mới cắt giảm một nửa mức tiêu thụ điện năng tĩnh so với các thiết bị tương tự, chúng có diện tích tỏa nhiệt nhỏ nhất, nhưng không làm giảm hiệu suất và khả năng tính toán. Các sản phẩm mới là PolarFire FPGA (MPF050T) và PolarFire SoC (MPFS025T) mật độ thấp.
1

Hình: Các thông số cụ thể của dòng PolarFire FPGA (Nguồn: Trang web chính thức của Microchip)
Các thông số cụ thể
Hãy cùng xem qua thông số cụ thể của hai sản phẩm FPGA mới này. Trang web chính thức của Microchip có thông số cụ thể của hai sản phẩm mới này, chẳng hạn như bộ nhớ đệm L2 2MB, hỗ trợ bộ nhớ DDR4 (LPDDR4) năng lượng thấp, SerDes hỗ trợ lên đến 12,5Gbps và hỗ trợ giao diện PCIe, v.v.

Ngoài ra, dòng PolarFire mới FPGA có mô-đun DSP hiệu quả hơn; nó chủ yếu được sử dụng để xử lý hình ảnh 4K / 2K và hỗ trợ giao thức CSI-2 của MIPI; hỗ trợ các giao diện cảm biến hình ảnh, chẳng hạn như SLVS-EC; tiêu thụ điện năng tĩnh đã rất nhiều được cải thiện Chính thức tuyên bố rằng mức tiêu thụ điện năng chỉ bằng một phần mười so với các đối thủ cạnh tranh và mức tiêu thụ điện năng của SerDes cũng đã được cải thiện đáng kể; nó có kích thước gói tương đối nhỏ và hệ sinh thái RISC-V hoàn chỉnh.

Trong số đó, PolarFire FPGA SoC cũng có bộ xử lý kiến ​​trúc RISC-V cấp ứng dụng cứng và hệ thống con bộ xử lý hỗ trợ Linux năm lõi, mang đến một nền tảng máy tính nhúng tầm trung, miễn phí bản quyền sáng tạo cho thị trường.
2
Hình: Sơ đồ khối chức năng của PolarFire FPGA SoC (Nguồn: Bảng dữ liệu của Microchip)

Việc triển khai vi kiến ​​trúc CPU RISC-V là một đường dẫn tuần tự một lần chụp đơn giản năm giai đoạn, không bị ảnh hưởng bởi việc khai thác các lỗ hổng Meltdown và Spectre tồn tại trong các máy bị rối loạn thường được sử dụng. Tất cả năm lõi CPU đều phù hợp với hệ thống con bộ nhớ và hỗ trợ sự kết hợp đa chức năng giữa các hệ thống thời gian thực xác định và Linux trong một cụm CPU đa lõi duy nhất.
Dòng sản phẩm FPGA của Microchip và các tính năng
Trên thực tế, dòng sản phẩm FPGA của Microchip chủ yếu có nguồn gốc từ Microsemi, được mua lại vào năm 2018. Các sản phẩm của Microsemi bao gồm mạch tích hợp tín hiệu hỗn hợp tương tự chịu bức xạ hiệu suất cao, FPGA, SoC và ASIC, sản phẩm quản lý điện năng, thiết bị đồng bộ / định thời thiết lập tiêu chuẩn thời gian toàn cầu và giải pháp thời gian chính xác, thiết bị xử lý giọng nói, giải pháp tần số vô tuyến, linh kiện rời, Các giải pháp lưu trữ và truyền thông doanh nghiệp, công nghệ bảo mật và các sản phẩm chống giả mạo có thể mở rộng, các giải pháp Ethernet, IC cấp nguồn qua Ethernet và các giải pháp jumper trung gian cũng như các dịch vụ và khả năng thiết kế tùy chỉnh khác. Trong số đó, FPGA là dòng sản phẩm quan trọng nhất của hãng.

Ngày nay, dòng sản phẩm FPGA của Microchip chủ yếu có ba dòng, đó là FPGA mật độ cực thấp, FPGA mật độ trung bình công suất thấp và FPGA mật độ cao.
3

Hình: Tổng quan về dòng sản phẩm hiện tại của Microchip (Nguồn: Microchip)

Có thông tin cho rằng các sản phẩm FPGA của Microchip có 4 tính năng chính, một là tiêu thụ điện năng thấp, theo giới thiệu chính thức, nó thấp hơn khoảng 50% so với đối thủ; hai là tính bảo mật đã được chứng minh, vì sản phẩm của hãng này có nhiều tính năng bảo mật tích hợp sẵn. và các công cụ mã hóa.; Thứ ba là cấu hình FPGA của khả năng miễn nhiễm SEU. SEU đề cập đến Thiết lập sự kiện đơn (SEU). Cụ thể, các thành phần bị ảnh hưởng bởi bức xạ và khiến trạng thái tiềm ẩn nhảy lên, "0" trở thành "1" ", hoặc "1" trở thành "0", nhưng nó thường không gây ra thiệt hại vật lý cho thiết bị; thứ tư là tức thời và không dễ bay hơi, nó có thể hoạt động ngay sau khi bật nguồn, không cần quá trình cấu hình.
Kịch bản ứng dụng
Nói chung, yêu cầu xử lý tín hiệu tốc độ cao, chẳng hạn như tín hiệu radar, thu tín hiệu hình ảnh và tín hiệu truyền thông. Yêu cầu thời gian thực tương đối cao. Khi yêu cầu xử lý song song và đường ống, FPGA bắt buộc phải thực hiện. Bởi vì Microchip có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, nó có thể được sử dụng trong các ứng dụng thị giác nhúng thông minh công suất thấp và các hệ thống ô tô, tự động hóa công nghiệp, truyền thông, quốc phòng và Internet of Things bị hạn chế nhiệt.
Về nguồn cung cấp
Theo báo cáo, các nhà phát triển có thể sử dụng công cụ phần mềm Libero của Microchip để phát triển sản phẩm mới, công cụ đã hỗ trợ các sản phẩm PolarFire FPGA và FPGA SoC mới nhất, nhưng lô hàng các sản phẩm FPGA mới sẽ phải chờ đến quý đầu tiên của năm 2022.