Lattice נכנסת לעולם ה-FPGA הפעיל-תמיד

פורסם ב-דצמבר 28, 2016

מהפיכת האינטרנט של הדברים, האבזרים הלבישים והמיחשוב בקצות הרשת, מחזירה את הסומק ללחיי הרכיבים המיתכנתים הקטנים (FPGA), דוגמת רכיב iCE40 UltraPlus החדש של חברת Lattice

Share via Whatsapp

ההתמקדות של חברת Lattice  ברכיבי FPGA מהקצה הנמוך, שהם קטנים וזולים בהשוואה לרכיבי הענק של חברות כמו אינטל (לשעבר אלטרה) וזיילינקס, מתחילה להתברר כהחלטה נכונה ביותר לאור השימוש הגובר ברכיבים מיתכנתים באביזרים ניידים, דוגמת סמארטפונים, אביזרים לבישים, אבזרי האינטרנט של הדברים ומוצרים מקושרים אחרים.

הרכיבים האלה מאפשרים לשחרר את המעבד המרכזי (CPU) או מעבד היישומים (AP) של המוצרים המקושרים מחלק גדול ממטלות העיבוד, כדי להפעיל מעגלי חישוב חסכוניים באנרגיה במקום המעבד המרכזי שהוא בזבזן מאוד באנרגיה. באופן זה הועבדו מטלות כמו עיבוד מידע מחיישנים, עיבוד תמונה, עיבוד אותות, המרות גרפיות, עיבוד מחוות, עיבוד וידאו, עיבוד תמונה ועוד, מרמת המעבד המרכזי לרמת למעבדי העזר. הרווח המרכזי: המערכת שומרת על רמת ביצועים גבוהה ועל רמת צריכת אנרגיה נמוכה.

הרכיבים המיתכנתים הקטנים (FPGA)
המשאבים הנדרשים ליישום מערכת עיבוד מבוזר

המגמה הזו קיבלה את הכינוי Distributed Heterogeneous Processing. השימוש בריבוי מעבדי עזר מספק שני יתרונות מרכזיים: ביצוע הרבה מאוד פעולות עיבוד ברמת האבזרים בקצות הרשת הדבר מצמצם את כמות המידע שיש צורך להעביר למרכז הרשת או לענן, ועל-ידי כך מונע צווארי בקבוק וקשיי תקשורת הנובעים מהריבוי של אבזרים מקושרים. הייתרון השני נעוץ ביכולת להתאים את המעבד היעיל ביותר למשימה הספציפית, ועל-ידי כך לעמוד בדרישות המחמירות של אנרגיה והביצועים.

רכיב iCE40 חדש לשווקים חדשים

בשבוע שעבר חשפה Lattice את המוצר החדש, iCE40 UltraPlus, המלמד על הרחבת פעילותה בתחום הזה. הרכיב החדש מהווה הרחבה של משפחת הרכיבים המיתכנתים iCE40 Ultra. הוא מספק נפח זיכרון גדול פי שמונה (1.1Mbit RAM), הכפלת מספר מעבדי האותות הספרתיים (DSP) לשמונה מעבדים וכן שיפור של מערכות הקלט/פלט.

שני יישומי יעד מרכזיים של הרכיב המיתכנת החדש

החברה מייעדת אותו לשוק הצומח של מוצרים שהם ערים-תמיד, מכשירים שהחיישנים ומערכות העיבוד שלהם נמצאים במתנה תמידית לקבלת הוראה או קבלת מידע, מבלחי הצורך להפעיל אתו  מחדש ולהיכנס למעגל תגובה ארוך לפני שהם מתחילים לעבוד. בין היישומים שהרכיב מותאם אליהם: חיישנים פעילים-תמיד העובדים בהספק נמוך מ-1mW, בשעה שמעבד היישומים עצמו מצוי במצב שינה.

יישומים פוטנציאליים נוספים כוללים: מאיצים גרפיים לאבזרים לבישים, יישומי עיצוב אלומה ( beamforming) עבור מיקרופונים באבזרים ניידים, המאפשרים שיש במספר מיקרופונים להפחתת רעשים בלא הגברת ההספק. ניהול ממשקי תקשורת דוגמת GPIOs, SPI, UART, I2C, I3C. לאטיס מספקת את הרכיבים החדשים במגוון מארזים, המצויים בשימוש בשוק היעד שלו: סמארטפונים, רחפנים, אבזרי IoT,  אבזרי אודיו ביתיים, מצלמות וממשקי אדם מכונה (human-machine interfaces).

כדי לעמוד במטלות החדשות, מרכיב ה-FPGA הוגדל ל-2,800 או 5,280 יחידות לוגיות מיתכנתות (LUT). אחת מהתוצאות המעניינות של המהלך היא שהרכיב החדש מותאם לארכיטקטורת המיחשוב הפתוחה RISC-V. באמצעות שיתוף פעולה עם איגוד הארכיטקטורה הפתוחה (www.riscv.org), מספקת לאטיס כלי תכנות FPGA תואמים לכלי הפיתוח של מעבדי RISC-V.

Key features of iCE40 UltraPlus:

Integrated 1.1 Mb SRAM, 8 DSP blocks, up to 5K LUTs and Non-Volatile Configuration Memory (NVCM) for instant-on applications

MIPI-I3C support for low-resolution, always-on camera applications

Sub 100 micro watt of standby power consumption

Compact form factor with package sizes starting as low as 2.15 x 2.55 mm for space-constrained consumer markets

QFN package suitable for addressing industrial market needs

Ideal for critical low-latency acceleration functions

פורסם בקטגוריות: FPGA , כללי