FPGA新產(chǎn)品：帶RISC-V硬核的FPGA系統(tǒng)級芯片來臨

（文/程文智）不久前，Microchip發(fā)布新聞稿介紹了其新的中等帶寬現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和FPGA系統(tǒng)級芯片（SoC）器件。據(jù)其新聞稿介紹，新的FPGA和SoC產(chǎn)品將靜態(tài)功耗降低了一半，與同類器件相比，具有最小的發(fā)熱區(qū)域，但卻并沒有損失性能和計算能力。該新產(chǎn)品就是低密度PolarFire FPGA(MPF050T)和PolarFire SoC（MPFS025T）。

圖：PolarFire系列FPGA具體參數(shù)（來源：Microchip官網(wǎng)）

具體參數(shù)

下面我們來看看這兩個新的FPGA產(chǎn)品的具體參數(shù)。Microchip的官網(wǎng)有這兩款新品的具體參數(shù)，比如具有2MB的二級緩存、支持低功耗DDR4(LPDDR4)內(nèi)存、最高支持12.5Gbps的SerDes，以及支持PCIe接口等等。

此外，新的PolarFire系列FPGA具有更高效的DSP模塊；主要用于4K/2K的圖像處理，支持MIPI的CSI-2協(xié)議；支持圖像傳感器的接口，比如SLVS-EC；靜態(tài)功耗做了很大的優(yōu)化，官方宣稱功耗只有競爭對手的十分之一，SerDes功耗也有很大改善；具有比較小的封裝尺寸，以及完善的RISC-V生態(tài)系統(tǒng)。

其中PolarFire FPGA SoC還具有硬化的應(yīng)用級RISC-V架構(gòu)處理器，且支持五核Linux的處理器子系統(tǒng)，為市場帶來了一款創(chuàng)新的免版稅、中端嵌入式計算平臺。

圖：PolarFire FPGA SoC的功能模塊框圖（來源：Microchip的數(shù)據(jù)手冊）

RISC-V CPU微架構(gòu)實現(xiàn)是一個簡單的五級單發(fā)射順序流水線，不受常用無序機器中存在的Meltdown和Spectre漏洞利用影響。所有的五個CPU內(nèi)核都與存儲器子系統(tǒng)一致，支持在單個多核CPU集群中提供確定性實時系統(tǒng)和Linux的多功能組合。

Microchip的FPGA產(chǎn)品線及特點

其實Microchip的FPGA產(chǎn)品線主要來源于2018年收購的Microsemi。Microsemi的產(chǎn)品囊括高性能耐輻射模擬混合信號集成電路、FPGA、SoC及ASIC、電源管理產(chǎn)品、設(shè)置全球時間標(biāo)準(zhǔn)的時序/同步器件及精確時間解決方案、語音處理器件、射頻解決方案、分立元件、企業(yè)存儲和通信解決方案、安全技術(shù)和可擴展防篡改產(chǎn)品、以太網(wǎng)解決方案、以太網(wǎng)供電IC及中間跨接方案，以及其他定制設(shè)計能力及服務(wù)。其中FPGA是其最為重要的產(chǎn)品線。

如今Microchip的FPGA產(chǎn)品線主要有三個，即超低密度的FPGA、低功耗中密度FPGA、及高密度FPGA。

圖：目前Microchip的產(chǎn)品線概況（來源：Microchip）

據(jù)悉，Microchip的FPGA產(chǎn)品主要有四大特色，一是功耗低，官方介紹說，比競爭對手低50%左右；二是久經(jīng)驗證的安全性，因為其產(chǎn)品內(nèi)置了很多安全和加密的引擎；三是SEU免疫的FPGA配置，SEU指的是單粒子翻轉(zhuǎn)（Single-Event Upsets，SEU），具體來說就是元器件受輻射影響后，引起電位狀態(tài)的跳變，“0”變成“1”，或者“1”變成“0”，但一般不會造成器件的物理性損傷；四是瞬時及非易失性，上電就馬上能工作，不需要配置過程。

應(yīng)用場景

一般來說，需要高速信號處理，比如雷達信號、圖像信號采集、通信信號等實時性要求比較高，需要并行和流水線處理的場合，會需要用FPGA來實現(xiàn)。因為Microchip具有更低的功耗，因此可以用在低功耗智能嵌入式視覺應(yīng)用和熱量受限的汽車、工業(yè)自動化、通信、國防和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中。

關(guān)于供貨

據(jù)介紹，開發(fā)者可以借助Microchip的Libero軟件工具進行新產(chǎn)品開發(fā)，該工具已經(jīng)支持最新的PolarFire FPGA和FPGA SoC產(chǎn)品，不過新的FPGA產(chǎn)品的批量出貨時間到等到2022年第一季度。