FPGA-piirien perusteet – Osa 3: Alkuun Microchip Technologyn FPGA-piireillä

Toimittajan huomautus: Optimaaliset prosessointiratkaisut saavutetaan usein yhdistämällä RISC- ja CISC-suorittimia, grafiikkasuorittimia ja FPGA-piirejä sekä käyttämällä pelkkiä FPGA-piirejä tai käyttämällä FPGA-piirejä, joiden rakenteeseen kuuluu myös varsinaisia suoritinytimiä. Monet suunnittelijat eivät kuitenkaan tunne FPGA-piirien kykyjä, niiden kehitystä tai sitä, miten niitä voi käyttää. Tämän moniosaisen sarjan osa 1 tarjoaa korkean tason johdannon FPGA-piireihin. Osa 2 keskittyy Lattice Semiconductorin FPGA-tarjontaan. Osassa 3 keskitytään Microchip Technologyn (tytäryhtiönsä Microsemi Corporationin kautta) tarjoamiin FPGA-laiteperheisiin ja suunnittelutyökaluihin. Osassa 4 ja osassa 5 aiheina ovat FPGA-piirit ja työkalut valmistajilta Altera ja Xilinx.

Kuten osassa 1 kerrottiin, FPGA-piirit (field-programmable gate array eli ohjelmoitava porttimatriisi) sisältävät monia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä korvaamattomia laskentatyökaluja joko yksinään tai monipuolisen arkkitehtuurin osana. Monet suunnittelijat eivät kuitenkaan tunne FPGA-piirejä tai sitä, miten he voisivat käyttää niitä omissa laitteissaan.

Eräs tapa poistaa tämä este on tutustua lähemmin suurten toimittajien tarjoamiin FPGA-arkkitehtuureihin ja työkaluihin. Tässä artikkelissa tutustutaan Microchip Technologyn mallistoon.

Korkean tason yleiskatsaus FPGA-vaihtoehtoihin

Markkinoilla on monia erityyppisiä FPGA-piirejä, joista jokaisessa on erilaisia kykyjen ja toimintojen yhdistelmiä. Jokaisen FPGA-piirin ytimessä on ohjelmoitava rakenne. Tämä esitetään ryhmänä ohjelmoitavia logiikkalohkoja, joita kutsutaan myös logiikkaelementeiksi (LE) (kuva 1a). Seuraavalla tasolla FPGA-rakenteeseen kuuluu SRAM-lohkoja, joita kutsutaan block RAM:iksi (BRAM), vaihelukittuja silmukoita (PLL) ja kellon hallintamoduuleja (kuva 1b). Siihen voidaan lisätä myös digitaalista signaalinkäsittelyä (DSP) tarjoavia lohkoja (DSP slice) sekä nopeita sarja-/rinnakkaismuunninlohkoja (SERDES) (kuva 1c).

Kuva 1: Yksinkertaisimmat FPGA-piirit sisältävät vain ohjelmoitavan rakenteen sekä määritettävän yleiskäyttöisen IO-väylän (GPIO) (a); eri arkkitehtuureissa tähän lisätään SRAM-lohkoja; PLL-silmukoita sekä kellon hallintamoduuleja (b); DSP-lohkoja ja SERDES-rajapintoja (c) sekä perinteisiä suoritinytimiä ja lisälaitteita (d). (Kuvan lähde: Max Maxfield)

Lisälaitteiden rajapinnat kuten CAN, I²C, SPI, UART ja USB voidaan toteuttaa ohjelmoitavina ytiminä rakenteeseen, mutta monissa FPGA-piireissä ne ovat mukana fyysisinä ytiminä. Vastaavasti myös mikroprosessorit voidaan toteuttaa ohjelmoitavaan rakenteeseen tai fyysisinä ytiminä (kuva 1d). Fyysisillä suoritinytimillä varustettuja FPGA-piirejä kutsutaan FPGA-järjestelmäpiireiksi (SoC). Erilaiset FPGA-piirit tarjoavat erilaisia toimintoja, ominaisuuksia ja kykyjä, jotka on tarkoitettu erilaisille markkinoille ja eri käyttötarkoituksiin.

FPGA-valmistajia on useita, kuten Altera (jonka Intel osti), Atmel (jonka Microchip Technology osti), Lattice Semiconductor, Microsemi (Microchip Technology osti myös tämän) ja Xilinx.

Kaikki nämä valmistajat tarjoavat useita FPGA-tuoteperheitä. Osa tarjoaa SoC FPGA -piirejä, toiset taas avaruuden kaltaisiin runsasta säteilyä sisältäviin ympäristöihin tarkoitettuja säteilynkestäviä laitteita. Parhaan laitteen valinta kuhunkin tehtävään voi olla vaikeaa, sillä laiteperheitä on useita ja niistä jokainen tarjoaa erilaisia resursseja.

Esittelyssä Microchip Technologyn FPGA-piirit

Microchip Technology tarjoaa edullisia sekä keskihintaluokan FPGA-piirejä, joiden valikoima painottuu vähävirtaisiin laitteisiin, joissa on korkea suojaus ja erinomainen luotettavuus. Microchipin FPGA-piirejä käytetään laaja-alaisesti langallisessa ja langattomassa tiedonsiirrossa, puolustus- ja ilmailuteollisuudessa sekä teollisissa sulautetuissa sovelluksissa. Piireissä on kattavat DSP- ja muistiresurssit, ja ne tuovat lisäarvoa laitteistokiihdytyksen, tekoälyn, kuvankäsittelyn ja reunalaskennan kaltaisiin sovelluksiin.

Microchip tarjoaa kolme keskeistä FPGA-perhettä:

• IGLOO®2 FPGA -piirit: tiheydeltään alhaiset laitteet, joissa on merkittävästi resursseja
• SmartFusion®2 SoC FPGA -piirit: tiheydeltään alhaiset laitteet, joissa on merkittävästi resursseja ja 32-bittinen fyysinen suoritinydin
• PolarFire™ FPGA- ja SoC FPGA -piirit: kustannustehokkaat, suorituskykyiset laitteet, joissa käytetään 28 nanometrin (nm) prosessitekniikkaa

Kaikissa FPGA-piireissä on konfiguraatiokennot, jotka määrittävät kunkin ohjelmoitavan logiikkalohkon toiminnan ja tavan, jolla logiikkalohkot kytkeytyvät toisiinsa ja ulkomaailmaan. Näitä kennoja käytetään myös muun muassa GPIO-liitäntästandardin, tulon impedanssin ja lähdön muuttumisnopeuden määrittämiseen.

Joissakin FPGA-piireissä käytetään SRAM-pohjaisia konfiguraatiokennoja, mutta ne ovat katoavia, mikä tarkoittaa, että niiden sisältö katoaa kun järjestelmän virta katkaistaan. Tämä taas tarkoittaa, että määritystiedot on ladattava ulkoisesta lähteestä (tyypillisesti flash-muistilaitteesta), kun järjestelmään kytketään virta. Näiden FPGA-piirien käynnistys kestää kauimmin ennen kuin ne ovat käyttövalmiita.

Joissakin FPGA-piireissä käytetään piirin sisäistä flash-muistia konfiguraatiotietojen tallennukseen, mutta niissä on edelleen SRAM-pohjaiset konfiguraatiokennot. Tässä tapauksessa piirin sisäinen ohjain kopioi käynnistyksessä konfiguraatiotiedot flash-konfiguraatiomuistista SRAM-konfiguraatiokennoihin. Nämä FPGA-piirit käynnistyvät nopeammin kuin niiden pelkkää SRAM-tekniikkaa käyttävät serkut.

Microchipin IGLOO2 FPGA -piireissä ja SmartFusion2 SoC FPGA -piireissä käytetään eri mekanismia, jossa sekä piirin sisäinen konfiguraatiomuisti että piirin sisäiset konfiguraatiokennot toteutetaan flash-tekniikalla. Jos kyseessä on PolarFire-laite, konfiguraatiokennot perustuvat haihtumattoman muistin (NVM) pii-oksidi-nitridi-oksidi-pii (SONOS) -tekniikkaan, joka on kuin flash, mutta parempi.

Koska konfiguraatiotiedot tallennetaan haihtumattomiin flash-kennoihin (tai SONOS-kennoihin), Microchipin FPGA-piirit ja SoC FPGA -piirit käynnistyvät välittömästi. Ne siis käynnistyvät nopeammin kuin muuntyyppiset FPGA-piirit. Näissä laitteissa on myös flash-konfiguraatiomuisti, koska uusi konfiguraatio voidaan ladata tähän konfiguraatioon FPGA-piirin jatkaessa toimintaansa olemassa olevalla konfiguraatiolla sen konfiguraatiokennoissa. Kun uuden konfiguraation lataus on suoritettu ja vahvistettu (määritys voidaan salata ja sen yhteydessä voidaan suorittaa CRC-tarkistus (cyclic redundancy check)), laite voidaan asettaa turvalliseen tilaan, kun konfiguraatiomuistiin tallennettu uusi konfiguraatio korvaa alkuperäisen konfiguraatiokennoihin tallennetun konfiguraation.

Perinteiset laitteet: IGLOO2 FPGA -piirit

IGLOO2 on hyvä yleiskäyttöinen edullinen sekä keskihintaluokan FPGA-piiri. Ne ovat monien suunnittelijoiden mielestä ”perinteisiä” FPGA-piirejä. Nämä FPGA-flash-laitteet soveltuvat erinomaisesti yleistoimintoihin, kuten Gigabit Ethernet- tai PCI Express -kaksoisohjaustasoihin, siltaustoimintoihin, tulon/lähdön (I/O) laajentamiseen ja muuntamiseen, videoiden ja kuvien käsittelyyn, järjestelmän hallintaan ja suojattuihin yhteyksiin. Ratkaisuja voidaan käyttää useilla aloilla, kuten viestinnässä, teollisuudessa, lääkealalla, puolustusalalla ja ilmailualalla.

Kuva 2: IGLOO2 FPGA -piirit soveltuvat erinomaisesti yleistoimintoihin, kuten Gigabit Ethernet- tai PCI Express -kaksoisohjaustasoihin, siltaustoimintoihin, I/O:n laajentamiseen ja muuntamiseen, videoiden ja kuvien käsittelyyn, järjestelmän hallintaan ja suojattuihin yhteyksiin. (Kuvan lähde: Microchip Technology)

IGLOO2 FPGA -piirit tarjoavat 5 000 – 150 000 logiikkaelementtiä ja suorituskykyisen muistialijärjestelmän, jopa 512 kilotavun (kt) upotetun flash-muistin, 2 × 32 kilotavua upotettua SRAM-muistia (staattisen hajasaantimuisti), kaksi DMA-moduulia (suora muistihaku) ja kaksi DDR-ohjainta (double data rate). Laitteissa on myös jopa 16 lähetin-vastaanotinväylää, integroidut DSP-prosessorilohkot ja SEU-suojatut/-kestävät muistit (single event upset). Niiden suojausratkaisut sisältävät DPA-ratkaisun (differential power analysis) ja AES256/SHA256-salauksen sekä tarvittaessa toteutettavan tietojen NVM-eheystarkistuksen.

Hyvä esimerkki IGLOO2-laitteesta on M2GL025-FGG484I, jossa on 27 696 logiikkaelementtiä, 1 130 496 RAM-bittiä ja 267 I/O-porttia. Jotta suunnittelijat voivat tutustua IGLOO2 FPGA -perheen ominaisuuksiin paremmin, Microchip tarjoaa myös vastaavan IGLOO2 Evaluation Kit -arviointisarjan: M2GL-EVAL-KIT (kuva 3).

Kuva 3: M2GL-EVAL-KIT on IGLOO2-arviointisarja, joka sisältää korkeatasoisen toimintojen integroinnin sekä alhaisen virrankulutuksen, hyvän luotettavuuden ja kehittyneen suojauksen. (Kuvan lähde: Microchip Technology)

M2GL-EVAL-KIT helpottaa upotettujen sovellusten kehittämistä seuraavilla aloilla: moottorin ohjaus, järjestelmän hallinta, teollisuusautomaatio ja nopeat I/O-sarjasovellukset sekä PCI Express ja Gigabit Ethernet. Sarja tarjoaa korkeatasoisen toimintojen integroinnin sekä alhaisen virrankulutuksen, hyvän luotettavuuden ja kehittyneen suojauksen. Piirilevy on myös pienen kokoluokan PCIe-yhteensopiva, minkä ansiosta kehittäjät voivat käyttää mitä tahansa PCIe-paikalla varustettua pöytätietokonetta tai kannettavaa tietokonetta prototyyppinä.

Perustason SoC-piirit SmartFusion2 SoC FPGA -piirit

SmartFusion2 SoC FPGA -piirit perustuvat perinteiseen IGLOO2-laitteiden ohjelmoitavaan rakenteeseen, jota on täydennetty 32-bittisellä fyysisellä suoritinytimellä. Koska prosessori on Arm® Cortex® -tuoteperheen tunnettu jäsen, SmartFusion2-tuoteperhe tarjoaa erinomaisen johdannon SoC FPGA -piireihin.

Nämä SoC FPGA -piirit tarjoavat 5 000 – 150 000 logiikkaelementtiä ja 166 megahertsin (MHz) Arm Cortex-M3 -suorittimen, mukaan lukien ETM (embedded trace macrocell) ja ohjevälimuisti sekä piirin sisäinen eSRAM ja upotettu NVM (eNVM) ja kattava mikro-ohjainalijärjestelmä täydennettynä kattavalla valikoimalla lisälaitteita, kuten CAN, TSE ja USB.

Kuva 4: SmartFusion2 SoC FPGA -piirit tarjoavat 5 000 – 150 000 logiikkaelementtiä ja 166 MHz:n Arm Cortex-M3 -suorittimen, mukaan lukien ETM ja ohjevälimuisti sekä piirin sisäinen eSRAM ja eNVM ja kattava mikro-ohjainalijärjestelmä täydennettynä kattavalla valikoimalla lisälaitteita, kuten CAN, TSE ja USB. (Kuvan lähde: Microchip Technology)

Nämä SoC FPGA -flash-laitteet soveltuvat erinomaisesti yleistoimintoihin, kuten Gigabit Ethernet- tai PCI Express -kaksoisohjaustasoihin, siltaustoimintoihin, I/O:n laajentamiseen ja muuntamiseen, videoiden/kuvien käsittelyyn, järjestelmän hallintaan ja suojattuihin yhteyksiin. Piirejä voidaan soveltaa hyvin erilaisiin käyttötarkoituksiin ja sovellukset vaihtelevat viestinnästä, teollisuudesta ja lääketieteestä puolustukseen ja ilmailuun.

Hyvä esimerkki SmartFusion2-laitteesta on M2S025-FCSG325I, jossa on 25 000 logiikkaelementtiä, 256 kilotavua flash-muistia, 64 kilotavua RAM-muistia sekä 32-bittinen 166 Mhz:n Arm Cortex-M3 -suoritinalijärjestelmä. Jotta suunnittelijat voivat tutustua SmartFusion2 SoC FPGA -perheen ominaisuuksiin paremmin, Microchip tarjoaa myös vastaavan SmartFusion2 Maker Board -arviointisarjan: M2S010-MKR-KIT (kuva 5).

Kuva 5: SmartFusion2 Maker Board on kustannuksiltaan edullinen arviointisarja SmartFusion2 SoC FPGA -piireille. Siinä on Arm Cortex-M3 -suoritin ja flash-pohjainen FPGA-rakenne yhdessä sirussa sekä monia lisälaitteita, joihin SoC-käyttäjät ovat tottuneet, kuten RAM- ja DSP-lohkot.(Kuvan lähde: Microchip Technology)

Edullinen ja DigiKey Electronicsin yksinoikeudella myymä SmartFusion2 Maker Board tarjoaa suunnittelijoille pääsyn SmartFusion2-tuoteperheeseen. Tässä laitteessa on flash-pohjainen FPGA-rakenne ja 12 000 logiikkaelementtiä, 32-bittinen 166 MHz:n Arm Cortex-M3 -suoritin, DSP-lohkot, SRAM, eNVM ja GPIO-liitännät yhdessä sirussa.

SmartFusion2 Maker Board lisää Ethernet-rajapinnan, ympäröivän valon anturin, SPI-flashin, kahdeksan käyttäjän LED-merkkivaloa ja kaksi käyttäjän painiketta.Piirilevyssä on kaksi tyhjää valmista liitäntää, jotka tukevat ESP32- ja ESP8266 Wi-Fi/Bluetooth -moduuleja (eivät sisälly toimitukseen). Se tukee USB-porttia JTAG-ohjelmointiin, UART-tiedonsiirtoon ja piirilevyn käynnistämiseen. Piirilevyssä on myös SPI-flash, 50 MHz:n kellolähde ja Microchipin fyysinen VSC8541-kerros (PHY) Ethernetille nopeudella 100 megabittiä sekunnissa (Mb/s) tai 1 gigabitti sekunnissa (Gb/s).

Kustannustehokkaat ja suorituskykyiset PolarFire FPGA -piirit ja SoC FPGA -piirit

PolarFire FPGA -piirit ovat kustannustehokkaita, suorituskykyisiä laitteita, joissa käytetään 28 nm:n prosessitekniikkaa. Nämä laitteet on suunniteltu kuluttamaan niin vähän virtaa kuin mahdollista keskitiheyksillä turvallisesti ja luotettavasti.

Tuoteperhe kattaa 100 000 – 500 000 logiikkaelementtiä ja sisältää 12,7 gigabitin lähetin-vastaanottimet. Se on suunniteltu käyttämään 50 % vähemmän virtaa kuin kilpailijoiden keskihintaluokan FPGA-piirit.Laitteet soveltuvat erinomaisesti monenlaisiin sovelluksiin lankaverkoissa ja mobiili-infrastruktuurissa, puolustus- ja ilmailualalla sekä teollisuusautomaatiossa ja IoT-markkinoilla.

Kuva 6: PolarFire FPGA -piirit kattavat 100 000 – 500 000 logiikkaelementtiä ja sisältävät 12,7 gigabitin lähetin-vastaanottimet. Ne on suunniteltu käyttämään 50 % vähemmän virtaa kuin kilpailijoiden keskihintaluokan FPGA-piirit. (Kuvan lähde: Microchip Technology)

NVM-tekniikan käyttö piirin sisäisessä konfiguraatiomuistissa ja piirin sisäisissä konfiguraatiokennoissa on tärkein syy siihen, miksi PolarFire FPGA -piirit kuluttavat jopa 50 prosenttia vähemmän virtaa kuin kilpailijoiden FPGA-piirit. Tämä tuottaa erittäin vähäisen vuodon konfiguraatiokennojen välillä, ja se tarkoittaa myös, että nämä laitteet käynnistyvät välittömästi. Tällöin ei aiheudu lainkaan virtapiikkiä tai konfiguraatiovirtaa.

Kyberturvallisuus on tärkein huolenaihe verkon reunan yhdistetyille laitteille. Ei siis riitä, että kehittäjät täyttävät vain suunnitelman toiminnalliset tarpeet, ratkaisun on oltava myös turvallinen. Suojaus alkaa fyysisestä valmistuksesta ja jatkuu järjestelmän käyttöönoton ja käytön aikana. Microchip PolarFire FPGA -piirit ovat alan kehittyneimpiä suojattuja ja ohjelmoitavia FPGA-piirejä.

Monissa monimutkaisten elektronisten laitteistojen sovelluksissa on suojausvaatimuksia. PolarFire FPGA -piirit on suunniteltu luotettavuutta ja käytettävyyttä edellyttäviin ja turvallisuuden ja toiminnan kannalta kriittisiin järjestelmiin muun muassa teollisuudessa, ilmailussa, puolustusalalla ja viestinnässä. PolarFire soveltuu näihin käyttötarkoituksiin seuraavien ominaisuuksien ansiosta:

• Nolla-FIT-luokituksen (vikataajuus) FPGA-konfiguraatio
• SEU-suojatut muistit
• Muistiohjaimet, joissa on yhden virheen korjaus, kahden virheen tunnistus (SECDED)
• Sisäänrakennettu itsetestaus
• Ulkoisia konfiguraatiolaitteita ei tarvita

Hyvä esimerkki PolarFire-laitteesta on MPF100T-FCSG325I, jossa on 109 000 logiikkaelementtiä, 7 782 400 RAM-bittiä ja 170 I/O-porttia. Jotta suunnittelijat voivat tutustua PolarFire FPGA -perheen ominaisuuksiin paremmin, Microchip tarjoaa myös vastaavan PolarFire FPGA -arviointisarjan: MPF300-EVAL-KIT (kuva 7).

Kuva 7: Jotta suunnittelijat voivat tutustua PolarFire FPGA -perheen ominaisuuksiin paremmin, Microchip tarjoaa myös vastaavan MPF300-EVAL-KIT FPGA -arviointisarjan. (Kuvan lähde: Microchip Technology)

MPF300-EVAL-KIT tarjoaa suorituskykyisen arvioinnin monissa eri käyttökohteissa. Se sopii erinomaisesti muun muassa seuraaviin sovelluksiin: nopean lähetin-vastaanotitimen arviointi, 10 Gbit Ethernet, IEEE1588, JESD204B, SyncE ja CPRI. Sarjan liitännöissä on paljon nastoja (HPC) sisältävä FPGA-puolikerroskortti (FMC), lukuisia SMA-järjestelmiä, PCIe, Dual Gigabit Ethernet RJ45, SFP+ ja USB. 300 000 logiikkaelementin PolarFire FPGA, jossa on DDR4, DDR3 ja SPI-flash, mahdollistaa hyvin erilaisten ja suorituskykyisten suunnitelmien kehityksen.

PolarFire-linjan kehitystyö jatkuu. Tämän kirjoituksen laatimisen aikaan Microchip Technology kertoi sen tulevasta PolarFire SoC FPGA -tuoteperheestä, jossa on vahvistettu reaaliaikainen, Linux-yhteensopiva, avoimen lähdekoodin 64-bittinen RISC-V-pohjainen mikroprosessorialijärjestelmä.

Microchip Technologyn FPGA-piirien suunnittelu ja tuotekehitys

Eräs yleisimmistä FPGA-kehitykseen käytetyistä tekniikoista on LDD (language-driven design, kieliohjattu suunnittelu). Siihen kuuluu suunnittelutavoitteen kuvaaminen rekisterisiirtotasoksi (RTL) kuvatulla abstraktiotasolla käyttäen laitteistokuvauskieltä (HDL), jollaisia ovat mm. Verilog, VHDL ja SystemVerilog. Kun se on vahvistettu logiikkasimulaation avulla, tämä esitys syötetään synteesirutiinille, jolle kerrotaan myös FPGA-kohdepiirin tyyppi, pinnimääritykset sekä ajoitusta koskevat rajoitteet (esim. suurin tulon ja lähdön välinen viive). Synteesirutiinin lopputuote on konfiguraatiotiedosto, joka ladataan suoraan FPGA-piirille (Microchip FPGA- ja SoC FPGA -piireissä) tai ulkoiseen muistilaitteeseen (SRAM-pohjaisissa laitteissa) (kuva 6).

Kuva 8: Logiikkasimulaation avulla tehdyn vahvistuksen jälkeen RTL-suunnittelukuvaus syötetään synteesirutiinille, jolle kerrotaan myös FPGA-kohdepiirin tyyppi, pinnimääritykset sekä ajoitusta koskevat rajoitteet. Synteesirutiini tuottaa konfiguraatiotiedoston, joka ladataan suoraan FPGA-piiriin. (Kuvan lähde: Max Maxfield)

Microchipin Libero SoC Design Suite on tällainen työkalu. Tämä ohjelmisto tarjoaa kattavan valikoiman integroituja, helposti opittavia ja käyttöön otettavia kehitystyökaluja seuraavilla piireillä tapahtuvaan kehitystyöhön: Microchipin IGLOO2 ja PolarFire FPGA sekä SmartFusion2 ja PolarFire SoC FPGA. Valikoimaan on integroitu alan standardin mukainen Synopsys Synplify Pro -synteesi ja Mentor Graphicsin ModelSim-simulointi sekä rajoitusten hallinta, ohjelmointi- ja vianmääritystyökalut sekä suojatun tuotannon ohjelmointituki.

Valikoima tallentaa suunnitelmia tekstimuodossa Verilogilla, VHDL:llä tai SystemVerilogilla, ja siinä on myös graafinen syöttö, jonka avulla järjestelmä voidaan määrittää yhdistettyjen lohkojen hierarkiaksi, jossa alemman tason lohkoja kuvataan käyttäjän määrittämällä HDL:llä tai kolmannen osapuolen IP:llä.

Ratkaisuun kuuluu myös helppokäyttöinen suunnittelutyökalu System Builder, joka esittää käyttäjille korkean tason kysymyksiä, joilla haluttu järjestelmä määritetään. System Builder esittää kysymyksiä halutusta järjestelmäarkkitehtuurista, lisää mahdolliset ohjelmoitavaan rakenteeseen ohjelmoitavina ytiminä toteutettavat lisälaitteet ja luo oikein suunnittelun kattavan järjestelmän.

Lisäksi käytössä on integroitu kehitysympäristö (IDE) SoftConsole, joka nopeuttaa käyttöjärjestelmättömien ja RTOS-pohjaisten C/C++ -ohjelmistojen kehitystä 32-bittisille pehmeille suorittimille Microchipin FPGA- ja SoC FPGA -piireissä sekä 32-bittisille ja 64-bittisille fyysisille suoritinytimille SmartFusion2- ja PolarFire SoC FPGA -piireissä.

Yhteenveto

Optimaaliset prosessointiratkaisut saavutetaan usein yhdistämällä suorittimia ja FPGA-piirejä, käyttämällä pelkkiä FPGA-piirejä tai FPGA-piirejä, joiden rakenteeseen kuuluu myös varsinaisia suoritinytimiä. FPGA-teknologia on kehittynyt nopeasti viime vuosina, ja mitä joustavuuteen, käsittelynopeuteen ja tehoon tulee, se voi vastata moniin suunnitteluvaatimuksiin. Näin FPGA-piirit ovat erittäin hyödyllisiä moniin sovelluksiin älykkäistä rajapinnoista konenäköön ja tekoälyyn asti.

Microchip Technology tarjoaa siis edullisia sekä keskihintaluokan FPGA- ja SoC FPGA -piirejä, ja valikoima painottuu vähävirtaisiin laitteisiin, joissa on korkea suojaus ja erinomainen luotettavuus. FPGA-piireissä on kattavat signaalinkäsittely- ja muistiresurssit, ja ne ovat erinomainen alusta, jolla voi kehittää muun muassa laitteistokiihdytyksen, tekoälyn, kuvankäsittelyn ja reunalaskennan kaltaisia sovelluksia esimerkiksi viestintä-, teollisuus-, puolustus- ja ilmailualoilla.