《電子技術(shù)應(yīng)用》
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賽靈思采用 28 納米高性能低功耗工藝加速平臺開發(fā),推進(jìn)可編程勢在必行

工藝的選擇和架構(gòu)的統(tǒng)一將使得總體功耗降低一半,性能提高兩倍,同時可在充分提高設(shè)計(jì)人員效率的同時大幅降低成本
2010-02-23
作者:賽靈思
關(guān)鍵詞: 開發(fā)工具 低功耗 FPGA Xilinx

  全球可編程邏輯解決方案領(lǐng)導(dǎo)廠商賽靈思公司 (Xilinx Inc. (Nasdaq: XLNX) ) 今天宣布, 為推進(jìn)可編程勢在必行之必然趨勢, 正對系統(tǒng)工程師在全球發(fā)布賽靈思新一代可編程FPGA平臺。和前代產(chǎn)品相比, 全新的平臺功耗降低一半,而性能提高兩倍。通過選擇一個高性能低功耗的工藝技術(shù),一個覆蓋所有產(chǎn)品系列的、統(tǒng)一的、可擴(kuò)展的架構(gòu),以及創(chuàng)新的工具,賽靈思將最大限度地發(fā)揮 28 納米技術(shù)的價值, 為客戶提供具備 ASIC 級功能的 FPGA,以滿足其成本和功耗預(yù)算的需求。同時還能通過簡單的設(shè)計(jì)移植和 IP 再利用,大幅提升設(shè)計(jì)人員的生產(chǎn)力。
  目前,過高的 ASIC 設(shè)計(jì)和制造成本、快速演化的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、縮減物料清單以及對軟硬件可編程性的需求,與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)不景氣且員工數(shù)量減少的狀況相互交織,令當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)環(huán)境雪上加霜,迫使電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員必須逐步把 FPGA 用作 ASIC 和 ASSP 的替代方案。賽靈思將上述各種趨勢的互相交織,視為可編程技術(shù)勢在必行的重要驅(qū)動因素。
  同時,功耗管理及其對系統(tǒng)成本和性能的影響也是當(dāng)前電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和制造商所首要關(guān)注的問題。隨著競爭日益激烈,盡力降低功耗、加強(qiáng)對熱耗散的有效管理、并同時在由價格和性能驅(qū)動的功能方面保持領(lǐng)先等更加不可或缺。
  賽靈思可編程平臺開發(fā)全球高級副總裁 Victor Peng 指出:“在 28 納米這個節(jié)點(diǎn)上,靜態(tài)功耗是器件總功耗的重要組成部分,有時甚至是決定性的因素。由于提高可用系統(tǒng)性能和功能的關(guān)鍵在于控制功耗,因此為了實(shí)現(xiàn)最高功效,首先必須選用適合的工藝技術(shù)。我們選擇了臺灣半導(dǎo)體制造有限公司 (TSMC)和三星(Samsung)的高介電層/金屬閘 (high-k metal gate)高性能低功耗工藝技術(shù),以使新一代 FPGA 能最大限度地降低靜態(tài)功耗,確保發(fā)揮28 納米技術(shù)所帶來的最佳性能和功能優(yōu)勢。”
  與標(biāo)準(zhǔn)的高性能工藝技術(shù)相比,高性能低功耗工藝技術(shù)使得 FPGA 的靜態(tài)功耗降低了 50%,較低的靜態(tài)功耗可讓賽靈思向客戶交付業(yè)界功耗最低的 FPGA,且比前代器件的總功耗減少 50%。同時,新一代開發(fā)工具通過創(chuàng)新時鐘管理技術(shù)可將動態(tài)功耗降低 20%,而對賽靈思業(yè)界領(lǐng)先的部分重配置技術(shù)的增強(qiáng),將幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步降低33%的系統(tǒng)成本。
  為解決互聯(lián)層面上的系統(tǒng)性能瓶頸問題,賽靈思將提供業(yè)界最高性能的接口,充分滿足客戶對高帶寬芯片間、板間和設(shè)備間互聯(lián)的需求。由于客戶日益將 FPGA 用作其系統(tǒng)的主要(乃至核心)器件,因而互聯(lián)接口就變得尤為重要,同時其也決定著在 ASIC 和 ASSP 方案不適用時,新一代FPGA 將如何幫助客戶構(gòu)建系統(tǒng)。
保障 IP 和設(shè)計(jì)投資
  工具的改善再加之統(tǒng)一的 ASMBL 架構(gòu)可提高效率,進(jìn)而減少對設(shè)計(jì)方案的修改需求,調(diào)節(jié)高性能和低成本器件之間的轉(zhuǎn)換,并在 Spartan-6 和 Virtex-6 FPGA 客戶今后開發(fā)新一代產(chǎn)品時簡化其設(shè)計(jì)方案的移植。
  統(tǒng)一的架構(gòu)可使賽靈思得以實(shí)現(xiàn)其“可插接 IP”的愿景,從而幫助客戶保障其 IP 投資,并更方便地推出滿足多種終端市場需求的產(chǎn)品系列。可插接 IP 和架構(gòu)統(tǒng)一還能通過降低 IP 開發(fā)成本創(chuàng)建規(guī)模更大、響應(yīng)性更強(qiáng)的業(yè)界集群,最終支持賽靈思通過目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺加速創(chuàng)新和降低開發(fā)成本的戰(zhàn)略。
  為支持 IP 模塊的互聯(lián)和嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建,賽靈思于2009 年 10 月宣布與 ARM 合作開發(fā)新一代 AMBA AXI™ 規(guī)范且擴(kuò)展支持 FPGA 實(shí)施方案,這將為軟硬件設(shè)計(jì)人員提供經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)、廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步推進(jìn) IP 的開發(fā)和重用。
加速平臺發(fā)展,推動可編程技術(shù)勢在必行之發(fā)展趨勢
  隨著 ASIC 和 ASSP變得只適用于那些最大批量規(guī)模的應(yīng)用,賽靈思積極致力于的降低總功耗的努力,在全面發(fā)掘 FPGA 的可用潛力以幫助系統(tǒng)支持多種應(yīng)用方面就越發(fā)重要。例如,便攜式醫(yī)療設(shè)備需要降低價格、縮減尺寸、降低靜態(tài)功耗以支持電池供電操作,同時還要減少熱耗散以便滿足航空航天和國防領(lǐng)域在高性能計(jì)算、電子戰(zhàn)和雷達(dá)系統(tǒng)方面較高的性能需求。而太空與國防領(lǐng)域的應(yīng)用則需要借助降低散熱來提升性能,讓電子作戰(zhàn)與雷達(dá)系統(tǒng)具備更高性能的運(yùn)算能力。
  全新硅器件和開發(fā)工具將構(gòu)成賽靈思和第三方合作伙伴共同推出的新一代目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺的基礎(chǔ)平臺,并將提供只有借助賽靈思的工藝技術(shù)、架構(gòu)和工具創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)的“超高端 FPGA”。
  超高端 FPGA 集成了較高的串行 I/O 帶寬,邏輯密度比目前高端 FPGA 的邏輯密度高一倍多,而且采用高帶寬接口支持新一代存儲技術(shù)。這樣,電信系統(tǒng)開發(fā)人員就能用它來替代單個大型 ASIC 或 ASSP 芯片組,滿足以下應(yīng)用的需求:
  •電信系統(tǒng)的高端 Tb 級交換結(jié)構(gòu):超高端 FPGA 可通過集成全球最高帶寬的串行 I/O 來支持 1Tbps 全雙工交換機(jī)的單芯片實(shí)施方案,其邏輯密度比目前的 FPGA 翻了一番,而且高帶寬接口可支持新一代存儲技術(shù)以最終取代單個大型 ASIC 或ASSP 芯片組。
  •400G 光傳輸網(wǎng)絡(luò) (OTN) 線路卡:單部超高端 FPGA 所執(zhí)行的帶寬足以支持多個 40G 或 100G 單芯片實(shí)施方案以替代線路卡上的多個 ASSP。
供貨情況
  建立在臺灣半導(dǎo)體制造有限公司 (TSMC)三星(Samsung)代工高性能低功耗高介電層/金屬閘 (high-k metal gate)28納米工藝技術(shù)之上的技術(shù)的初始器件將于 2010 年第四季度上市,并將于同年 6 月提供 ISE 設(shè)計(jì)套件初期工具支持。如欲了解更多信息,敬請?jiān)L問:www.xilinx.com/cn/techroadmap。
關(guān)于賽靈思
  賽靈思是全球可編程邏輯解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商。如欲了解更多信息,敬請?jiān)L問:http://www.xilinx.com/cn.
 

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