В третьем квартале 2020 года появятся PolarFire SoC FPGA на базе RISC-V и комплект разработчика


Около года назад, компания Microsemi представила PolarFire FPGA + RISC-V SoC, но в то время разработка велась на платформе стоимостью 3000 долларов с платой HiFive Unleashed на SiFive U54 в сочетании с дополнительной платой FPGA от Microsemi.

Теперь нам сообщили, что на саммите RISC-V компания Microchip объявила о том, что в третьем квартале 2020 года начнет поставляться SoC с поддержкой Linux PolarFire FPGA + RISC-V и что комплект разработчика будет продаваться за несколько сотен долларов.

PolarFire SoC FPGA 

Основные характеристики и спецификации PolarFire SoC FPGA:

  • FPGA среднего диапазона, оптимизированная для малой мощности
    • Высокоскоростное последовательное соединение со встроенными мультигигабитными/многопротокольными трансиверами от 250 Мбит/с до 12,7 Гбит/с
    • До 461 тыс. логических элементов, состоящих из генератора логической функции методом поиска в таблице с 4 входами  (LUT) с D-триггером 
    • До 31,6 МБ ОЗУ
    • Оптимизированные по мощности трансиверы
    • До 1420 18 × 18 блоков умножения-сложения, с сумматором
    • Встраиваемый двойной PCIe до × 4 Gen 2 Endpoint (EP) и Root Port (RP) 
    • Высокоскоростной ввод / вывод (HSIO) с поддержкой до 1600 Мбит / с памяти DDR4 / LPDDR4, 1333 Мбит / с памяти DDR3L, DDR3 / LPDDR3 с встраиваемым системой входа/выхода
    • Универсальный ввод / вывод (GPIO) с поддержкой встраиваемого CDR 3,3 В для поддержки SGMII для последовательного Gigabit Ethernet и скорости ввода / вывода LVDS 1600 Мбит/с со встраиваемой логикой ввода-вывода
    • Энергосберегающая технология с мгновенным включением обеспечивает снижение энергопотребления на 50% по сравнению с эквивалентными FPGA SRAM
    • До 50% ниже мощность
  • Универсальная подсистема с низким энергопотреблением и многоядерным процессором RISC-V
    • Кластер 64-битного многоядерного CPU
    • Linux и режим реального времени в детерминированном и когерентном кластере CPU
    • Встроенный контроллер DDR3 / 4, LPDDR3 / 4 и PHY
    • Защитная загрузка
    • Spectre и meltdown неуязвимый
    • Физически неклонируемая функция
    • Защита физической памяти
    • Исправление одиночных и обнаружение двойных ошибок (SEC/DED) всех запоминающие устройства
    • Низкая статическая мощность
    • Кластер с низким энергопотреблением
    • Малые форм-факторы — 11 х 11 мм, 16 х 16 мм, 19 х 19 мм

В настоящее время планируется выпустить пять SKU: MPFS025T, MPFS095T, MPFS160T, MPFS250T и MPFS5460T с логическими элементами от 23 до 461 тыс.

Основные улучшения по сравнению с платами на базе FPGA на базе Arm

Низкая мощность 

Arm против RISC-V — CoreMarks / Watt

Приведенная выше диаграмма показывает более высокую эффективность для MPFS095T ~ 100kLE SoC FPGA по сравнению с их конкурентами Cortex-A9 / Cortex-A53. Вероятно, серия Xilinx Zynq 7000 / Zynq Ultrascale +. PolarFire SoC FPGA может обеспечить гораздо лучшую производительность на ватт.

То же самое верно для SoC FPGA начального уровня MPX025T с ~ 25kLE, которая обеспечивает 5,5 тыс. CoreMarks по 1,05 Вт, в то время как конкурирующие SoC FPGA на базе Arm не способны работать при таком низком энергопотреблении. Потребляемая мощность также на 45% ниже при максимальной мощности.

Верхняя часть линейки MPFS460T SoC FPGA работает при энергопотреблении всего 2,05 Вт, в то время как для эквивалента Arm требуется как минимум чуть более 3 Вт. Энергопотребление снижается на 65% при использовании 8M CoreMarks.

Безопасность

Уровень безопасности всегда является проблемой для оценки, и, по крайней мере, одним из преимуществ в этом отношении является неуязвимость к потокам безопасности Spectre и Meltdown HW. Компания также представила сравнение с тремя неназванными конкурентами, показывающий функции безопасности.

Поскольку данные были предоставлены компанией Microsemi, показатели таблицы (очевидно) довольно хорошие у PolarFire SoC. Но, платформы Arm более зрелые в этом отношении, и они проверены временем.

Процессор на базе Linux, поддерживающий детерминированные операции в реальном времени

Еще одно преимущество, на которое указывает Microsemi, — это детерминированный характер SoC, который не страдает от сильно меняющегося времени прерываний, как на Arm .

Microsemi SoC FPGA может поддерживать детерминированные операции в реальном времени, потому что они выполняются выделенным ядром реального времени, заботящимся о операциях ввода-вывода. В то время как Xilinx Zynq 7000 серии Cortex-A9 + FPGA SoC наверняка будет иметь с этим проблемы, Xilinx Zynq Ultrascale + FPGA SoC объединяет ядра Cortex-A53 с ядрами Cortex-R5 в реальном времени, что, как мы понимаем, делает его детерминированным, как и PolarFire SoC FPGA.

Комплект PolarFire SoC Icicle

Компания также предложит комплект PolarFire SoC Icicle (номер детали MPFS250-KIT) со следующими техническими характеристиками:

  • SoC FPGA — PolarFire SoC MPFS250T-1FCVG484 пятиядерная подсистема ЦП RISC-V (1xRV64IMAC, 4xRV64GC) с энергонезависимой матрицей 254k LE, 784 математических блока 18 × 18, защищенная загрузка, SERDES 4 × 12,7 Гбит / с, пакет FCVG484 (19 × 19 мм, шаг 0,8 мм)
  • Системная память — LPDDR4 x32
  • Хранилище — QSPI Flash, eMMC Flash
  • Видеовыход — HDMI 2.0
  • Связь — 2x Gigabit Ethernet, Wi-Fi и Bluetooth
  • USB — порт micro USB 2.0 OTG, порт micro USB для отладки
  • Порты расширения
    • 40-контактный разъем Raspberry Pi, совместимый с GPIO, I2C, SPI, UART,
    • Разъем PCIe, USB 2.0, UART, SPI, I2C, CAN, HDMI 2.0
  • Датчик — Датчик мощности
  • Отладка — JTAG + микро USB (UART)
  • Разное — 4x светодиода, 4x кнопки

Компания предоставит различные инструменты, включая Libero SoC Design Suite с несколькими IP-ядрами для FPGA, среду разработки на основе SoftConsole на основе Eclipse для разработки встроенных приложений на основе «голого железа» и RTOS на базе встраиваемого программное обеспечение, а также Linux SDK и поддержку нескольких операционных систем реального времени, включая FreeRTOS, VxWorks, Zephyr и другие. У нас пока нет фотографий этого комплекта, так как он находится в стадии разработки.

Более подробную информацию о PolarFire SoC FPGA можно найти на странице продукта, а драйвера и образцы на Github .

Выражаем свою благодарность источнику их которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.

Комментарии:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.