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復(fù)雜的系統(tǒng)控制需要怎樣的FPGA芯片
2023-05-12 427次

憑借更高的邏輯密度、更快的接口、更大的內(nèi)部存儲(chǔ)和先進(jìn)的互連,最新推出的MachXO5T-NX系列將萊迪思在控制FPGA芯片,擴(kuò)展到了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器視覺(jué)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域更廣泛的控制功能設(shè)計(jì)和應(yīng)用中,再次鑄就了安全控制FPGA的新里程碑。

 

  與MachXO5-NX相比,MachXO5T-NX FPGA的最大賣點(diǎn)之一是支持PCIe Gen 2硬核模塊。而之所以要在控制FPGA中添加PCIe連接功能,是為了滿足客戶希望在下一代計(jì)算、工業(yè)和通信應(yīng)用中擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)更高速的控制功能需求。

  得益于新器件,FPGA和系統(tǒng)帶PCIe接口的CPU/SoC之間的控制接口帶寬被提高到了最高5Gbps,其他外圍設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理功能也從功耗更大的CPU/Soc分?jǐn)偟組achXO5T-NX FPGA上,從而提高了系統(tǒng)的整體效率、兼容性和性能。

  同時(shí),MachXO5T-NX還專門針對(duì)安全和控制管理進(jìn)行了更進(jìn)一步的優(yōu)化,MachXO5T-NX-55T/100T兩款產(chǎn)品分別擁有53K/96K邏輯單元密度和146/156個(gè)18 X 18乘法器,可提供更強(qiáng)大的計(jì)算和控制功能。結(jié)合7.2Mb嵌入式存儲(chǔ)器和高達(dá)57Mb的專用用戶閃存,最大限度地減少了對(duì)外部存儲(chǔ)器的需求,從而減小設(shè)計(jì)電路板面積。

  

 

  與同類FPGA競(jìng)品相比,MachXO5T-NX提供高達(dá)3.4倍的嵌入式存儲(chǔ)器,高達(dá)100倍的專用用戶閃存,邏輯密度與控制接口帶寬均提高了4倍,可輕松應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜化的趨勢(shì)。同時(shí),集成閃存支持單芯片解決方案,“避免將一些管腳的數(shù)據(jù)流暴露在外,安全性得到提高”,也支持瞬時(shí)啟動(dòng)操作和可靠的現(xiàn)場(chǎng)更新,以及多個(gè)配置映像。

  

 

  MachXO5T-NX同樣基于萊迪思Nexus平臺(tái)構(gòu)建,軟錯(cuò)誤率降低100倍,在提高安全關(guān)鍵型應(yīng)用的系統(tǒng)可靠性同時(shí),簡(jiǎn)化了散熱管理并降低了系統(tǒng)總體運(yùn)營(yíng)成本。

  當(dāng)今的CPU之所以強(qiáng)大,是因?yàn)樗鼈兪褂昧俗钕冗M(jìn)的制程工藝,I/O接口電壓基本為1V、1.2V甚至更低。但是,出于成本和性能的考慮,主板上其他組件,比如傳感器、風(fēng)扇控制、LED的制程工藝卻相對(duì)落后,主要使用3.3V I/O接口,這容易導(dǎo)致CPU和其他組件之間出現(xiàn)脫節(jié),無(wú)法適配,需要FPGA來(lái)進(jìn)行不同電壓間的轉(zhuǎn)換和應(yīng)用其他控制功能。

  而MachXO5T-NX FPGA可以應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。該器件擁有多達(dá)291個(gè)通用I/O,支持提前I/O配置并提供1.25 Gbps SGMII、默認(rèn)下拉、熱插拔和可編程壓擺率等功能,可將CMOS、風(fēng)扇控制、傳感器和開(kāi)關(guān)等其他組件橋接到當(dāng)今的CPU,從而簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)。

  隨著安全威脅的不斷增加,安全性在任何系統(tǒng)設(shè)計(jì)中都越來(lái)越重要。MachXO5T-NX支持AES256位流加密和ECC256身份認(rèn)證,保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性。安全引擎也可在運(yùn)行時(shí)使用,保護(hù)系統(tǒng)和FPGA之間的數(shù)據(jù)交換。相比之下,同類FPGA競(jìng)品目前還不能提供運(yùn)行安全(Run-time security)功能。

  事實(shí)上,系統(tǒng)控制無(wú)處不在,無(wú)論是新冠疫情期間那些擁有超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的多功能云服務(wù)公司被迫快速擴(kuò)展能力,滿足新的、更復(fù)雜的系統(tǒng)控制架構(gòu)和計(jì)算需求;還是今年以來(lái),以ChatGPT為代表的生成式人工智能工具的快速興起,都需要系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施跟上步伐,用安全可靠的器件提升系統(tǒng)性能并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與集成。顯而易見(jiàn),像MachXO5T-NX這樣的FPGA產(chǎn)品將在競(jìng)爭(zhēng)中得到更多關(guān)注。

 

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