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如何將FPGA設計快速轉(zhuǎn)成ASIC?DARPA有新動作

2021-04-22
來源:半導體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: FPGA設計 ASIC DARPA

   上個月,DARPA對外公布了一項名為SAHARA(Structured Array Hardware for Automatically Realized Applications )的項目。按照DARPA的說法,該項目的目的以應對阻礙國防系統(tǒng)定制芯片安全開發(fā)的挑戰(zhàn)。

  DARPA在新聞稿中指出,SAHARA是一項重要計劃,旨在支持國防部研究與工程部副部長USD(R&E)領(lǐng)導的國防部(DoD)微電子學路線圖,以定義,量化和標準化安全性,同時加強國內(nèi)半導體制造??焖俅_保商業(yè)微電子原型(RAMP-C)和最新的異構(gòu)集成原型(SHIP)項目也是DoD路線圖不可或缺的部分。

  他們表示,盡管FPGA在當今的軍事應用中得到了廣泛的應用,但是結(jié)構(gòu)化ASIC可以提供更高的性能和更低的功耗,這使其成為國防電子系統(tǒng)的高效替代品。但是,手動將FPGA轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化ASIC是一個復雜,漫長且成本高昂的過程,因此很難以國防部應用所需的定制芯片數(shù)量來證明經(jīng)濟負擔。

  此外,當前的轉(zhuǎn)換過程沒有解決設計安全性的考慮。為了顯著縮短設計過程,降低相關(guān)工程成本并增強芯片安全性,DARPA將與英特爾團隊合作,致力于實現(xiàn)FPGA功能的自動化轉(zhuǎn)換過程,同時增加獨特的芯片保護以應對供應鏈安全威脅。

  DARPA Microsystems的項目經(jīng)理Serge Leef表示:“ SAHARA的目標是通過自動執(zhí)行FPGA到結(jié)構(gòu)化ASIC的轉(zhuǎn)換,將設計時間減少60%,工程成本減少10倍,功耗減少50%?!?/p>

  微電子學的布雷特·漢密爾頓(Brett Hamilton)表示,結(jié)構(gòu)化的ASIC平臺和方法,以及在SHIP中開發(fā)的先進封裝技術(shù),將使美國國防部能夠更快,更經(jīng)濟地開發(fā)和部署先進的微電子系統(tǒng)。

  而根據(jù)我們對英特爾的了解,他們已經(jīng)生產(chǎn)了“ eASIC”設備——結(jié)構(gòu)化ASIC,這是FPGA和標準單元ASIC之間的中間技術(shù)。與FPGA相比,它們具有更低的單位成本和更低的功耗。英特爾在公告中說,與標準單元ASIC相比,它們的設計成本更低,上市時間更快。英特爾及其合作伙伴計劃使當前和未來FPGA的轉(zhuǎn)換過程自動化。

  按照Serge Leef的介紹,結(jié)構(gòu)化ASIC定制了兩層或三層,這些層是從用戶的設計派生而來的?,F(xiàn)在,英特爾的體系結(jié)構(gòu)并不完全類似于門陣列,但是原理相似。

  他進一步指出,與FPGA不同(這就是為什么它們吸引DoD設計者的原因),結(jié)構(gòu)化ASIC(和ASIC)的缺點是它們可以向制造商透露設計信息,為可能的克隆,偽造和逆向工程打開了方便之門。相比之下,F(xiàn)PGA更加安全,它們在制造時不包含任何設計信息。芯片交付后,設計信息將插入到FPGA中。這也就是為什么雙方還將在芯片增加獨特的保護,希望能夠阻止逆向工程和假冒的攻擊。

  DARPA說:“研究團隊旨在開發(fā)新穎的芯片保護技術(shù),并采用驗證,確認和紅色團隊來對所采取的措施進行壓力測試?!?“一旦該方案得到證明,預計該對策將被整合到英特爾的結(jié)構(gòu)化ASIC設計流程中?!?/p>

  值得一提的,該方案更多的設計流程將在美國境內(nèi)進行,因為DARPA表示:“英特爾旨在在其10納米工藝上建立結(jié)構(gòu)化ASIC的國內(nèi)制造能力?!?/p>


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