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
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.