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无晶圆厂 FPGA/eFPGA 厂商加速创新——综述

2023-2-9 14:24  发布者: dog123

阅读 4002
导读:FPGA 行业的无晶圆厂部分继续为工程师提供有趣和创新的解决方案,即使更大的基于晶圆厂的FPGA参与者实际上在他们自己的独立世界中取得进步。正是这些较小的无晶圆厂 FPGA 技术提供商推动了嵌入式 FPGA (eFPGA) 的概 ...
FPGA 行业的无晶圆厂部分继续为工程师提供有趣和创新的解决方案,即使更大的基于晶圆厂的FPGA参与者实际上在他们自己的独立世界中取得进步。

正是这些较小的无晶圆厂 FPGA 技术提供商推动了嵌入式 FPGA (eFPGA) 的概念。eFPGA 用作 FPGA IP 功能块,可以集成到片上系统 (SoC) 或 ASIC 上。 

在本文中,我们汇总了这些无晶圆厂 FPGA/eFPGA 公司的一些最新产品和创新,并探讨了这些进步的灵活性趋势。

用于 eFPGA 的开源实施工具
为了与灵活性主题保持一致,昨天Quicklogic 发布了其 Aurora eFPGA 开发工具套件的新版本。据该公司称,其 Aurora 2.1 套件的 2.1 版基于完全开源的实现。为所有主要的硬件描述语言 (HDL) 提供支持,例如 Verilog、System Verilog 和 VHDL。

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Aurora 2.1 开发工具套件基于开源组件,可实现完全代码透明。

新版 Aurora的开源组件包括开源综合 (Yosys)、多功能布局布线 (VPR) 和比特流生成 (OpenFPGA) 软件。使用这套工具,FPGA 设计工程师可以直接从 RTL 转到 QuickLogic eFPGA IP 的比特流。

其中一个特性是架构分析模式。这种模式允许用户调整其应用程序的体系结构,而不是被锁定在固定大小的磁贴方法中。通过使用此功能,工程师还可以确保他们生成的 eFPGA IP 在使用多少逻辑 (LUT)、BRAM 和 DSP 块方面得到优化,从而满足他们的应用要求。

据该公司称,Quicklogic 的 Aurora 工具集的开源特性有很多好处。因为它的代码是开源的,开发社区可以检查和改进 Aurora 的代码。

这也确保了灵活性,争论的焦点是可公开审计的代码会带来更高质量的软件。功能是根据优点添加的,同时仍然允许可选添加特定于客户的增强功能。QuickLogic 的 Aurora 2.1 开发工具套件现已上市。

Achronix FPGA 以高速设计为目标
就其本身而言,Achronix Semiconductor 是 FPGA 和 eFPGA 的供应商。其最新产品属于FPGA阵营。12 月下旬,该公司宣布了其 AC7t1500 FPGA 的生产版本。作为同一公告的一部分,该公司还透露,它已将其高能效 AC7t800 FPGA 添加到Achronix 工具套件中。Speedster7t FPGA 系列的历史值得一提,因为它在 2021 年设计时就取得了一次硅片成功。

这两款 FPGA 都是该公司高端 Speedster7t FPGA 产品系列的一部分。这些 FPGA 基于 TSMC 的 7 nm 工艺构建。Speedster7t 架构包括一个 20 Tbps 2D 片上网络 (2D NoC)。该 NoC 支持 FPGA 结构与高速接口技术(例如 400G 以太网、PCIe Gen5、GDDR6 和 DDR4/5)之间的高速接口。Speedster7t datasheet中提供了更多信息。

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Speedster7t FPGA 系列概览,新上市的 7t15000 与 7t800 的对比。


Speedster7t FPGA 的另一个重要方面是它们的机器学习处理器 (MLP)。这些 MLP 分布在 FPGA 架构中,每个 MLP 都充当一个可配置的计算密集型块。这些 MLP 最多支持 32 个乘法器,支持从 4 位到 2 位的整数格式和各种浮点模式。这包括对 Tensorflow 的 bfloat16 ITALIC 格式和块浮点 (BFP) 格式的直接支持。

据该公司称,Achronix Tool Suite 套件配备了 Achronix 的 ACE 设计工具和 Synopsys 的 Synplify-Pro,用于 FPGA 设计的综合。Achronix 仿真库得到 Siemens EDA(前身为 Mentor)的 ModelSim、Synopsys 的 VCS 和 Aldec 的 Riviera-PRO 的支持。支持标准 RTL(VHDL 和 Verilog)输入和行业标准仿真。该工具套件还包括一个名为 Snapshot Debugger 的实时设计调试工具。

移植到 7 nm 工艺的 eFPGA
与同时提供 FPGA 和 eFPGA 的 Quicklogic 和 Achronix 不同,Flex Logix Technologies 是一家专注于 eFPGA 以及 AI 干扰 IP 产品的公司。去年秋天,该公司宣布了将其 EFLX 4K eFPGA IP 内核(包括逻辑和 DSP 版本)移植到 TSMC 的 7 纳米工艺的竞争。Flex Logix 表示,IP 已交付给产品的主要客户,用于集成到生产 ASIC 中。

台积电表示,现在这种 eFPGA IP 技术可用于 7 纳米,工程师可以使用 IP 开发设备,这些设备可以在流片后重新配置以适应新的要求。工程师可以重新配置设备,根据需要更改标准和协议。

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得益于其模块化架构,工程师可以决定他们在基于 eFPGA 的设计中需要什么样的逻辑和 DSP 功能组合。

由于 EFLX eFPGA 是模块化的,阵列可以分布在整个芯片上。该公司表示,这些阵列可以具有全逻辑或重型 DSP,并且可以将 RAM 集成到多种类型的阵列中。7 纳米工艺支持是EFLX eFPGA 系列的最新几何结构,目前也可用于 12、16、22、28 和 40 纳米工艺节点。EFLX eFPGA产品简介中提供了更多信息。
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发表评论
引用 NPC_X 2023-5-25 14:14
感谢分享!赞!!!
引用 Extreme 2023-2-13 17:26
感谢分享
引用 xiaoma2021 2023-2-11 16:41
好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好

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