FPGA以核算速度快、资源丰厚、可编程著称,之前一向运用于高速数字信号范畴和ASIC验证。跟着逻辑资源的丰厚和编程东西的改善,FPGA在机器学习和硬件加快上得到越来越多的注重,现在数据中心现已许多选用,大数据、云核算范畴逐渐选用FPGA器材。可是除了这些对核算才能和逻辑资源要求很高的运用,市面上还有许多功用简略的小型运用,假如选用现有的“大而全”的FPGA产品,不只价格贵重,并且资源糟蹋。所以有人想到了定制化服务,这样能够让工程师依据产品需求定制适宜的FPGA产品,然后到达节省本钱和功耗的意图,嵌入式FPGA有望处理这一问题。
最近,Achronix为其eFPGA IP处理方案推出Speedcore custom blocks定制单元块。其市场营销副总裁Steve Mentor介绍,“Speedcore custom blocks定制单元块能够大幅度地进步功用、功耗和面积功率,并支撑曾经在FPGA独立芯片上无法完结的功用。运用Speedcore custom blocks定制单元块,客户能够获得ASIC级的功率并一起坚持FPGA的灵敏性,然后带来了一种能够将功耗和面积降至最低、一起将数据流通量最大化的高效完结方法。”
通过两层裁剪让芯片面积缩小多达6倍
FPGA用户都辅导,规范FPGA不只包含FPGA内核中的逻辑规划、各种存储器、DSP以及布线,并且还包含内核以外的可编程I/O、SerDes以及各种接口控制器,这就使得芯片资源丰厚,但体积巨大,本钱贵重,因而要完本钱钱的减缩就要裁掉规划中不必要的资源。Achronix的做法是进行了两层裁剪:
如图所示,第一层裁剪将外部的可编程I/O、SerDes以及各种接口控制器进行裁剪,只留下FPGA内核,这样面积能够缩小50%。
如图所示,裁剪掉外围模块今后,FPGA内核是否能够进一步缩小?那么,先从FPGA内核的结构剖析,Steve Mentor指出,“Microsoft在其有关Catapult项意图白皮书中讲了一种云规划的加快架构,包含壳(shell)和运用(Application),其间shell布局IO及与电路板相关的逻辑电路,运用是中心逻辑,Shell占有了44%的总面积。”
Achronix进行了第二层裁剪,将shell去掉,剩余由用户界说功用的Fusion Custom Block定制单元块,包含在Speedcore的可编程结构中。通过这道裁剪,芯片面积减缩高达75%。
怎么界说Fusion Custom Block单元块?
怎么完结界说,这是许多用户最关怀的问题。Steve Mentor解说,“Achroinx运用内部东西来剖析客户的规划,以识别出能够用Fusion Custom Block单元块开进行优化的潜在功用,比方常常运用的重复性功用,然后完结面积减缩、功用进步和功耗下降。现在,Achronix eFPGA IP产品在添加了Speedcore custom blocks定制单元块今后,就使其在具有可编程性的一起还能够具有ASIC级的功用以及高片芯面积功率。”
FPGA规划中开发东西很要害,Achronix也供给了ACE规划东西,能够全面支撑Speedcore custom blocks定制单元块,能够与存储器和DSP单元块相同的方法,供给从规划捕获到比特流出产和体系调试等功用。
Achronix为每个Speedcore custom blocks定制单元块创立了一种独有图形化用户接口(GUI),它能够管理一切的装备规矩。ACE具有Speedcore custom blocks定制单元块一切装备的完好的时序细节,支撑ACE去完结各种规划根据时序的布局和布线。客户能够用强壮的地图规划器来优化规划,并为一切的单元实例去拟定局域或许定点的使命组织。ACE还包含一个要害路径剖析东西,它能够支撑客户去剖析时序。客户还能够运用ACE强壮的Snapshot嵌入式逻辑剖析仪,去创立杂乱的触发器并展现Speedcore内的实时信号。
eFPGA既然如此灵敏,那么它是否会在未来替代FPGA?Steve Mentor表明,“现在来看,规范FPGA的市场占有率大概是80%,eFPGA是20%,杂乱运用的客户中有人乐意在ASIC规划中参加eFPGA,简略运用的客户有些乐意用eFPGA来替代规范FPGA完结规划,可是两者针对的客户群不同,会长期共存。”
“正是eFPGA的市场需求旺盛,Achronix在2017年完结了微弱的出售收入及事务增加,估计出售将超越1亿美元。与TSMC和做的16nm产品现已量产,7nm产品估计在2018年上半年完结测验芯片和第一批规划。” Steve Mentor弥补。