Дебют ПЛИС оборонного уровня с ранним доступом

Обеспечивая безопасность на уровне защиты для встроенных систем на периферии, Microchip Technology Inc. предлагает программу раннего доступа (EAP) для PolarFire SoC FPGA. Эта платформа представляет собой первую усиленную микропроцессорную подсистему на базе RISC-V реального времени, поддерживающую Linux, в семействе ПЛИС PolarFire среднего уровня. Эту платформу можно использовать в приложениях для связи, обороны, медицины и промышленной автоматизации.

Этот чип является первой в отрасли SoC FPGA с детерминированным когерентным кластером ЦП RISC-V и детерминированной подсистемой памяти L2, что позволяет использовать Linux и приложения реального времени. Подсистема памяти 2 МБ может быть настроена как кэш, блокнот или память прямого доступа. Это означает, что разработчики встраиваемых систем получают преимущества Linux в виде детерминированной архитектуры в сочетании с функциями безопасности и низким энергопотреблением PolarFire FPGA.

Кроме того, архитектура SoC PolarFire включает функции надежности и безопасности, такие как исправление одиночных ошибок и обнаружение двойных ошибок (SEC-DED) для всех запоминающих устройств, защита физической памяти, крипто-ядро, устойчивое к дифференциальному анализу мощности (DPA), безопасная загрузка уровня защиты. и 128 Кбайт загрузочной флэш-памяти.

Ключевой потребностью, решаемой RISC-V, была концепция одного процессора, который мог бы работать под Linux и отвечать требованиям в реальном времени, - сказал Тед Спирс, технический специалист и руководитель отдела архитектуры и планирования продукта подразделения Microchip FPGA. «У нас уже были низкое энергопотребление и надежность в сочетании с технологией PolarFire, но, чтобы действительно добиться успеха, нам нужен был процессор реального времени. Мы хотели, чтобы один процессор отвечал потребностям одновременно [одновременного запуска Linux и приложений реального времени] ».

Проектирование с использованием ПЛИС + ЦП на одном кристалле в последние несколько лет продолжало расти благодаря нескольким ключевым преимуществам для разработчиков встраиваемых систем. Это улучшает обработку конкретных задач и обеспечивает гибкость настройки и снижает количество компонентов, энергопотребление и пространство на плате.

Детерминированная и критически важная для безопасности SoC PolarFire обеспечивает энергоэффективность, обеспечивающую до 50 процентов меньшую мощность, чем у конкурирующих устройств в отрасли. В результате сокращается перечень материалов, поскольку отпадает необходимость в вентиляторах и радиаторах.

«Наша технология PolarFire во многих случаях обеспечивает на 50% меньшее энергопотребление, чем конкурирующие FPGA», - сказал Спирс. Он добавил, что они могут использоваться в средах с малым форм-фактором, где отвод тепла является огромной проблемой, что позволяет клиентам снимать вентиляторы из системы, что снижает затраты и устраняет множество системных ограничений, с которыми очень трудно справиться. P>

По словам Спирса, было сложно убедить клиентов переключиться только потому, что вы предлагаете более низкую мощность, но в этих приложениях технология PolarFire позволяет им немедленно переключаться из-за дополнительных преимуществ.

По словам Спирса, когда ЦП и ПЛИС находятся на одном кристалле, пространство на плате сокращается, но также улучшается обработка для конкретных задач и уменьшается задержка, поскольку все это происходит на одном кристалле, а не на плате. «Благодаря программируемой структуре она также предлагает вам множество возможностей настройки и гибкости, которых вы обычно не имели бы. Это особенно важно для новых технологий, где стандарты еще не установлены, и вам может потребоваться внести некоторые изменения в этой области.

«В детерминированной подсистеме происходит все волшебство», - сказал Спирс. «Microchip спроектировал микросхему, которая могла бы запускать основную ОС Linux и все ее приложения бок о бок с ядром реального времени в рамках детерминированной и согласованной подсистемы памяти». А за счет перехода с 1 МБ на 2 МБ кеш-памяти второго уровня клиенты могут использовать 1 МБ в качестве локальной памяти для детерминированных приложений реального времени любым из четырех ядер приложений.

В качестве дополнительного преимущества существующие клиенты Microchip SmartFusion 2 - первой в отрасли архитектуры SoC FPGA с полной процессорной подсистемой - могут легко перейти на SoC PolarFire. Подсистема памяти L2 2 МБ PolarFire SoC может быть сконфигурирована как локальная память, и обе платформы используют общие периферийные устройства с драйверами микропрограмм и одни и те же инструменты разработки.

Применения включают термически измененные среды, такие как промышленные переключатели Интернета вещей и удаленные радиоголовки; среды с батарейным питанием, такие как портативные тепловизоры, портативные ультразвуковые устройства, защищенные военные радиостанции и портативные устройства для тестирования и измерения, а также машинное обучение и корневые приложения доверия, такие как оружейные платформы, защищенные военные радиостанции и БПЛА.

Этот чип является частью растущей поддержки Microchip дизайна RISC-V. Партнеры Mi-V включают WindRiver, Mentor Graphics, WolfSSL, ExpressLogic, Veridify, Hex-Five и FreeRTOS, а также инструменты разработки от IAR systems и AdaCore.

В рамках программы раннего доступа (EAP) квалифицированные клиенты могут начать проектирование прямо сейчас с помощью пакета проектирования Microchip Libero SoC 12.3 FPGA и интегрированной среды разработки SoftConsole 6.2. Они также могут отлаживать свои встроенные приложения с помощью Renode, виртуальной модели подсистемы микропроцессора.

Возможности отладки для PolarFire SoC включают трассировку инструкций и пассивные настраиваемые во время выполнения мониторы шины Advanced eXtensible Interface (AXI) от партнера Mi-V UltraSoC, 50 точек останова, мониторы структуры FPGA и встроенный двухканальный логический анализатор SmartDebug от Microchip. / P>

Чтобы претендовать на участие в программе раннего доступа, клиенты могут связаться с [email protected]. Заказчики могут начать проектирование прямо сейчас, получив доступ к файлам схемы и Gerber для набора PolarFire Icicle Kit, который будет доступен в третьем квартале 2020 года, а также к руководствам по проектированию плат. Отбор проб с MPFS250T начнется в третьем квартале 2020 года.