FPGA架构革新时代来临 厂商需架构双行

2014-03-17 21:45 来源:电子信息网 作者:铃铛

FPGA作为高工艺集成技术,整合了ARM核、DSP、收发器等模块,正逐渐代替传统的ASIC。但是FPGA仍然存在一些缺陷,各个部件之间的功耗协调就是首当其冲的问题。

ASIC级大势所趋

关于大量总线布置以及系统功耗管理方面的问题积累,要从底层上解决通讯、时钟、关键途径以及互联性上的难题。

随着需求极高数据速率的400G OTN、LTE/LTE-A、4K2K和8K视频处置以及数字阵列雷达等系统的涌现,FPGA中大量总线布置以及系统功耗管理方面的挑战日积月累,单靠FPGA的传统“做法”已然心力不逮。

赛灵思全球高级副总裁汤立人说,应对上述应战并非仅是改善单个器件性能或增加模块数量这么简单,而是要从根本上进步通讯、时钟、关键途径以及互联性能,才可满足高性能应用如海量数据流和智能数据包、DSP和图像处置等方面的央求,这需求架构和技术的双重创新来应对。利用ASIC,赛灵思最新开发的UltraScale架构完成了在完好可编程架构中应用尖端的ASIC技术,进而让成品在节省功耗追赶和ASIC的距离,而这是此前FPGA产品进入原有ASIC市场的最大障碍。

而时钟倾斜问题在系统需求512位到2048位宽度的总线时越发凸显。UltraScale架构采用相似ASIC时钟功用,可实现将时钟布置到芯片的任何中央,不但解决了放置方面的众多限制,还可以在系统设计中完成大量独立的高性能低倾斜时钟资源,使系统级时钟倾斜大幅降低达50%,而这正是新一代应用的关键之一。

     在关键途径方面,赛灵思的UltraScale架构更是“大费周章”,在优化方面所做的工作包括:大幅加强DSP能力,即增加DSP单元;提供高速存储器级互联,从而解决DSP和包处置中的瓶颈问题,即互联性,也防止运用更多片上布线或逻辑资源;将高强度I/O功用做硬化IP处置,基于现有I/O功用相对完善不需求占用编程资源,这样的做法能够降低时延同时释放逻辑和布线资源。

在业界广受关注的功耗方面,赛灵思也做足功课。汤立人表示,赛灵思采用20nm工艺的产品较上一代的产品静态功耗将降低35%,动态功耗也大大降低。而单纯工艺节点的降低达不到明显的效果,赛灵思经过一系列电源管理功用的优化才得以完成。

完全依靠技术的进步来带动FPGA的性能已经成为过去,当前,架构革新的时代已经来临,各大厂家也要面对新的技术考验。


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