eFPGA gaat terug naar de basis voor programmeerbare logica met laag vermogen

Wat komt er in je op als je aan 'FPGA' denkt? Enorme, dure onderdelen die veel logica kunnen bevatten, maar ook veel stroom verbruiken. Herconfigureerbare platforms die RTL kunnen inslikken voor een SoC-ontwerp in pre-siliciumtesten. Grote spetterende bedrijfsovernames waarbij investeerders tonnen geld verdienden. Exotische 3D-verpakkingen en geavanceerde interconnects. Maar waarschijnlijk niet goedkoop, klein pakket, laag aantal pinnen, onderdelen met laag stand-byvermogen, toch? De eFPGA van Flex Logix gaat terug naar de basis voor programmeerbare logica met laag vermogen die geschikt is voor apparaten met lagere kosten, grotere volumes en beperkte afmetingen.

Twee programmeerbare wegen boden een keuze

Met het risico om met mezelf te daten, was mijn eerste kennismaking met wat toen FPGA-technologie heette terug toen Altera hun EPROM-gebaseerde EP1200-familie uitbracht in een 40-pins DIP-pakket met zijn 16 MHz klok, 400 mW actief vermogen en 15 mW stand-by stroom. Het kwam met een schematische editor en een bibliotheek met poortmacro's. Ontwerpers tekenden hun logica, 'verbrandden' hun onderdeel, testten het uit, gooiden het onder een UV-lamp en wisten het uit als het niet werkte, en probeerden het opnieuw.

Kort daarna verscheen er een bord in een ander van onze labs met enkele van de eerste Xilinx FPGA's. Deze waren RAM-gebaseerd in plaats van EPROM-gebaseerd - groter, sneller en herprogrammeerbaar zonder dat de UV-lamp wacht of het onderdeel van het bord verwijdert. De logica binnenin was ook complexer, met de introductie van snelle vermenigvuldigers. Deze onderdelen kunnen niet alleen de logica verbeteren, maar kunnen ook worden gebruikt om aangepaste digitale signaalverwerkingsmogelijkheden te verkennen met snelle herontwerpcycli.

Dat veroorzaakte de programmeerbare siliciumwapenwedloop en er ontwikkelde zich een splitsing tussen de PLD - programmeerbare logische inrichting - en de FPGA. Fabrikanten maakten keuzes, waarbij Altera en Xilinx de hoofdweg van FPGA-schaalbaarheid namen en Actel, Lattice en anderen de lagere weg van PLD-flexibiliteit voor "lijmlogica" om stuklijstkosten te verlagen.

eFPGA verschuift de low-power programmeerbare logische vergelijking

Dat klinkt allemaal als een volwassen markt, met aan de ene kant een hoge toetredingsdrempel en aan de andere kant een meer gecommoditiseerd aanbod. Maar wat als programmeerbare logica een IP-blok was dat in dit fabelloze tijdperk in elke chip kon worden ontworpen - inclusief een kleine, energiezuinige FPGA? Dat zou de barrière omzeilen (althans in het aanbod van lage en middenklasse) en commoditisering.

Flex Logix ging die uitdaging aan met de EFLX 1K eFPGA Tile. Elke logische tegel heeft 560 opzoektabellen (LUT's) met zes ingangen met RAM, klokken en onderlinge verbindingen. Door EFLX-tegels te rangschikken, kunnen verschillende logische en DSP-rollen worden afgehandeld. Maar de meest opvallende kenmerken zijn misschien wel de grootte en het energiebeheer.

Gefabriceerd in TSMC 40ULP, past de EFLX 1K-tegel in 1.5 mm² en biedt power-gating voor diepe slaapmodi met statusbehoud - veel agressiever dan traditionele PLD's. EFLX 1K heeft ook productieklare functies die zijn geleend van FPGA's. Het presenteert AXI- of JTAG-interfaces voor bitstreamconfiguratie, terugleescircuits die zachte foutcontrole mogelijk maken, en een testmodus met gestroomlijnde vectoren die de dekking verbeteren en testtijden verkorten.

Zie je de chip in het midden van deze volgende afbeelding? Dat is een ForgeFPGA van Renesas in een QFN-24-pakket, gebaseerd op EFLX 1K IP, die Renesas aanbiedt tegen een prijs van minder dan $ 1 in volume. Zijn standby-doelstroom checkt in op minder dan 20uA. Kleiner formaat, lagere kosten en minder elektrische open deuren die voorheen gesloten waren voor FPGA's. De afstamming van ForgeFPGA gaat terug naar Silego Technology en vervolgens naar Dialog Semiconductor, overgenomen door Renesas in 2021.

Renesas brengt de Go Configure IDE-omgeving, waarbij een grafische gebruikersinterface bovenop de Flex Logix EFLX-compiler wordt geplaatst. Het ondersteunt het in kaart brengen van ForgeFPGA-pinnen, het compileren van Verilog, het genereren van een bitstream en heeft een lichtgewicht logische analysator.

De vooraf gebouwde applicatieblokken voor de ForgeFPGA hebben een interessante die Geoff Tate van Flex Logix aangeeft: een UART. Het maken van een UART in logica is niet zo moeilijk, maar het blijkt dat iedereen het anders heeft aangepakt, en het is net genoeg logica om meer te zijn dan een paar afzonderlijke chips. Een ForgeFPGA is een brok herconfigureerbare logica die dat probleem kan oplossen, waardoor één hardware-implementatie zich snel kan aanpassen aan verschillende configuraties.

ForgeFPGA is slechts één voorbeeld van wat er kan worden gedaan met de Flex Logix EFLX 1K eFPGA Tile. Flex Logix kan het IP-adres aanpassen voor verschillende procesknooppunten, en de mix-en-match-tiling-mogelijkheid biedt schaalbaarheid. Het bereikt nieuwe dieptepunten voor programmeerbare logica met laag vermogen en stelt chipmakers in staat om oplossingen op opmerkelijke manieren te differentiëren. Ga voor meer informatie naar:

Flex Logix EFLX eFPGA-familie

Lees ook:

eFPGA's die crypto-agility hanteren voor SoC's met PQC

Flex Logix: het eerste AI-geïntegreerde op mini-ITX gebaseerde systeem in de branche

Flex Logix werkt samen met intrinsieke ID om eFPGA-platform te beveiligen

Deel dit bericht via:

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://semiwiki.com/efpga/flex-logix/325926-efpga-goes-back-to-basics-for-low-power-programmable-logic/