방위용 FPGA가 조기 액세스로 데뷔

Microchip Technology Inc.는 에지에서 임베디드 시스템에 방어 등급 보안을 제공하는 PolarFire SoC FPGA를 위한 조기 액세스 프로그램(EAP)을 제공합니다. 이 플랫폼은 중급 PolarFire FPGA 제품군에서 최초로 강화된 실시간 Linux 지원 RISC-V 기반 마이크로프로세서 하위 시스템입니다. 이 플랫폼은 통신, 국방, 의료 및 산업 자동화 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다.

이 칩은 결정론적, 일관된 RISC-V CPU 클러스터와 결정론적 L2 메모리 하위 시스템을 갖춘 업계 최초의 SoC FPGA로, Linux와 실시간 애플리케이션을 지원합니다. 2MB 메모리 하위 시스템은 캐시, 스크래치패드 또는 직접 액세스 메모리로 구성할 수 있습니다. 이는 임베디드 개발자가 PolarFire FPGA의 보안 및 저전력 기능과 함께 결정적 아키텍처에서 Linux의 이점을 얻을 수 있음을 의미합니다.

또한 PolarFire SoC 아키텍처에는 모든 메모리에 대한 단일 오류 수정 및 이중 오류 감지(SEC-DED), 물리적 메모리 보호, 차동 전력 분석(DPA) 방지 암호화 코어, 방어 등급 보안 부팅과 같은 안정성 및 보안 기능이 포함됩니다. 및 128Kb의 플래시 부팅 메모리.

Microchip의 FPGA 사업부를 위한 제품 아키텍처 및 계획 책임자이자 기술 펠로우인 Ted Speers는 RISC-V가 해결한 핵심 요구 사항은 Linux를 실행하고 실시간 요구 사항을 충족할 수 있는 하나의 프로세서 개념이라고 말했습니다. “우리는 이미 PolarFire 기술로 가방에 저전력과 신뢰성을 가지고 있었지만 실제로 이를 실현하기 위해서는 실시간 프로세서가 필요했습니다. 우리는 [Linux와 실시간 애플리케이션을 나란히 실행]의 요구 사항을 동시에 충족하는 하나의 프로세서를 원했습니다.”

단일 칩에서 FPGA + CPU를 사용한 설계는 임베디드 설계자를 위한 몇 가지 주요 이점 덕분에 지난 몇 년 동안 계속해서 성장해 왔습니다. 특정 작업의 처리를 개선하고 사용자 정의 및 유연성을 가능하게 하는 동시에 구성 요소 수, 전력 소비 및 보드 공간을 줄입니다.

결정적이고 안전이 중요한 PolarFire SoC는 업계의 경쟁 장치보다 최대 50% 더 낮은 전력을 제공하는 전력 효율성을 제공합니다. 그 결과 팬과 ​​방열판이 필요하지 않아 BOM이 절감됩니다.

"당사의 PolarFire 기술은 경쟁 FPGA보다 많은 경우에 50% 더 낮은 전력을 제공합니다."라고 Speers가 말했습니다. 그는 열을 제거하는 것이 큰 문제인 소형 폼 팩터 환경에서 사용할 수 있으므로 고객이 시스템에서 팬을 제거할 수 있으므로 비용을 절감하고 설계하기 매우 어려운 많은 시스템 제약을 해결할 수 있다고 덧붙였습니다.

더 낮은 전력을 제공한다는 이유만으로 고객이 전환하도록 하는 것은 어려웠지만 이러한 애플리케이션에서 PolarFire 기술을 사용하면 추가적인 이점으로 인해 즉시 전환할 수 있다고 Speers는 말했습니다.

CPU와 FPGA가 단일 칩에 있으면 보드 공간이 줄어들지만 특정 작업에 대한 처리가 향상되고 보드에서 칩으로 이동하는 대신 하나의 다이에 모두 있기 때문에 대기 시간이 줄어듭니다. “프로그래머블 패브릭을 사용하면 일반적으로 가질 수 없는 많은 사용자 정의와 유연성을 제공합니다. 이는 표준이 아직 완전히 정해지지 않았으며 현장에서 약간의 변경이 필요할 수 있는 신흥 기술에 특히 중요합니다.

"결정론적 하위 시스템은 모든 마법이 일어나는 곳입니다."라고 Speers는 말했습니다. "Microchip은 결정적이고 일관된 메모리 하위 시스템 내에서 실시간 코어와 함께 주류 Linux OS와 모든 애플리케이션을 나란히 실행할 수 있는 칩을 설계했습니다." 그리고 1MB에서 2MB L2 캐시로 이동함으로써 고객은 4개의 애플리케이션 코어 중 하나에서 결정적 실시간 애플리케이션을 위해 1MB를 로컬 메모리로 사용할 수 있습니다.

추가적인 이점으로, 전체 프로세서 서브시스템을 갖춘 업계 최초의 SoC FPGA 아키텍처인 Microchip의 SmartFusion 2의 기존 고객은 PolarFire SoC로 쉽게 마이그레이션할 수 있습니다. PolarFire SoC의 2MB L2 메모리 하위 시스템은 로컬 메모리로 구성할 수 있으며 두 플랫폼 모두 펌웨어 드라이버 및 동일한 개발 도구와 함께 공통 주변 장치를 사용합니다.

애플리케이션에는 산업용 IoT 스위치 및 원격 무선 헤드와 같은 열 문제가 있는 환경이 포함됩니다. 휴대용 열화상 카메라, 휴대용 초음파 장치, 보안 군용 무선 장치, 휴대용 테스트 및 측정과 같은 배터리 작동 환경은 물론 무기 플랫폼, 보안 군용 무선 장치 및 UAV와 같은 기계 학습 및 신뢰 기반 애플리케이션도 포함됩니다.

이 칩은 RISC-V 설계에 대한 Microchip의 증가하는 지원의 일부입니다. Mi-V 파트너에는 WindRiver, Mentor Graphics, WolfSSL, ExpressLogic, Veridify, Hex-Five 및 FreeRTOS는 물론 IAR 시스템 및 AdaCore의 개발 도구가 포함됩니다.

EAP(Early Access Program)의 일환으로 자격을 갖춘 고객은 지금 Microchip의 Libero SoC 12.3 FPGA 설계 제품군 및 SoftConsole 6.2 통합 개발 환경을 사용하여 설계를 시작할 수 있습니다. 또한 마이크로프로세서 하위 시스템의 가상 모델인 Renode를 사용하여 임베디드 애플리케이션을 디버깅할 수도 있습니다.

PolarFire SoC의 디버그 기능에는 Mi-V 파트너 UltraSoC의 명령어 추적 및 수동 런타임 구성 가능한 AXI(Advanced eXtensible Interface) 버스 모니터, 50개의 중단점, FPGA 패브릭 모니터, Microchip의 내장 2채널 로직 분석기 SmartDebug가 포함됩니다.

얼리 액세스 프로그램에 대한 자격을 얻으려면 고객은 [email protected]으로 연락할 수 있습니다. 고객은 2020년 3분기에 제공될 PolarFire Icicle Kit의 회로도 및 Gerber 파일과 기판 설계 지침에 액세스하여 지금 설계를 시작할 수 있습니다. MPFS250T는 2020년 3분기에 샘플링을 시작합니다.