Achronix的定制單元塊可構(gòu)建最高效的eFPGA

本刊記者楊迪娜

2017年思科網(wǎng)絡(luò)指數(shù)圖顯示，隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動計算網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的增多，需要產(chǎn)品的計算能力更強，同時5G移動通信、高性能計算、網(wǎng)絡(luò)加速、自動駕駛等新興行業(yè)的井噴式發(fā)展，對總的計算能力的需求呈指數(shù)增長。滿足上述需求的FPGA芯片再次煥發(fā)活力，而Achronix公司近期發(fā)布的嵌入式FPGA(eFPGA)內(nèi)核SpeedCore打破了傳統(tǒng)FPGA的設(shè)計，而且可由客戶根據(jù)需要任意定制功能。

SpeedCore增速最快，為Achronix帶來豐厚回報

Achronix公司在2017年實現(xiàn)了強勁的銷售收入及業(yè)務(wù)量增長，全年營業(yè)收入將超過1億美元，其中嵌入式FPGA內(nèi)核Speedcore是其增速最快的產(chǎn)品，它從2015年開始參與客戶項目的評估，到2016年第三季度已向首批客戶提供了16 nm 產(chǎn)品的供貨。SpeedCore最大的亮點就是，其可由客戶自定義資源組合和容量，是完全可定制的IP，最多可達200萬個查找表。SpeedCore的功能為什么可自由定制？這一切要歸功于Achronix 發(fā)布的全新定制單元塊——Custom Blocks。

定制單元塊如何在SpeedCore中實現(xiàn)？

Achronix發(fā)布的Custom Blocks 定制單元塊(如Logic、BRAM、DSP、LARM等)含有特定功能，以列的形式放置在SpeedCore中，客戶可以根據(jù)需求定制自己專屬的單元塊。定制單元塊可分布在整個eFPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。該技術(shù)的特別優(yōu)勢是：大幅度地縮減了芯片晶粒大小及功耗，同時大幅度提升了性能。

SpeedCore擁有更強大的硬件加速器

SpeedCore中加入了硬件加速器，即在CPU中加入eFPGA，在eFPGA中加入更多的并行處理單元，為數(shù)據(jù)加速提供幫助，不僅卸載了CPU的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，還顯著增強了系統(tǒng)性能。

為何SpeedCore面積縮小6倍，性能卻更高效？

Achronix的營銷副總裁Steve Mensor談到，SpeedCore的面積較傳統(tǒng)FPGA縮小了6倍，性能反而比標準FPGA更加高效，這一切要歸功于以下三點。

(1)裁剪接口

普通的FPGA上的中心部分是核心邏輯設(shè)計、存儲器以及布線、DSP；外圍則是可編程的I/O口、SerDes和各種接口控制器。Achronix公司對傳統(tǒng)的FPGA進行了裁剪，F(xiàn)PGA的內(nèi)核只集成了核心邏輯設(shè)計、各種存儲器、DSP以及布線，把以前的可編程I/O及各種接口裁剪掉，這樣一來FPGA內(nèi)核的面積相較于以前縮減了50%。

(2)去掉“殼”

除了外圍的FPGA I/O，PPGA的中心也有兩部分，其中核心元素是應(yīng)用邏輯電路(Appplication Logic)，而外側(cè)是殼(shell)，殼里包含連接通信的MAC/PHY、網(wǎng)橋、彈性布線器、存儲器接口、通信協(xié)議引擎、DMA等，殼占用了整體面積的44%。Achronix把殼去掉，僅保留核心功能，再次節(jié)省了面積，且不會影響性能。

(3)加入SpeedCoreCustomBlocks定制單元

大量的客戶可自定義的Custom Blocks定制單元塊加到了可編程結(jié)構(gòu)之中，進一步將芯片面積縮減多達75%，降低功耗的同時帶來了更高的性能。

Achronix對自家產(chǎn)品的大膽裁剪、去掉殼、加入可定制單元塊，這些創(chuàng)新舉措使得eFPGA更加適用于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)等新興數(shù)據(jù)中心和聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)產(chǎn)業(yè)中，原本在FPGA內(nèi)的I/O接口和外圍器件可由用戶自己定義，想要使用的話可固定在ASIC里、FPGA核心的外邊。

技術(shù)創(chuàng)新帶來哪些好處？

這樣的SpeedCore可用在AI卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，可以識別先進的、實時的目標檢測系統(tǒng)，占用的面積可由11.9 mm2降到7.8 mm2，不僅如此，此款eFPGA還可提供傳統(tǒng)FPGA無法實現(xiàn)的功能——TCAMs。TCAMs的常用功能有數(shù)據(jù)包分類、流量管理、深度包檢測、VLAN標記、接入控制名單，這些應(yīng)用占用面積太大，在獨立FPGA芯片上無法提供，而Achronix的定制單元塊由于含有面積適中的TCAMs單元列，可通過級聯(lián)方式增加查找深度，構(gòu)建出更寬、更深的陣列，從而實現(xiàn)上述功能。

Achronix ACE設(shè)計工具使eFPGA開發(fā)更便捷

Achronix提供的ACE設(shè)計工具(即邏輯綜合-驗證-時序-編程-調(diào)試)在對芯片設(shè)計過程中，生成的語言全面支持Verilog、SystemVerilog 和VHDL，對Custom Blocks定制單元配置Pipline寄存器、總線規(guī)模等，還對其開發(fā)了專屬的GUI圖形界面，GUI自動地創(chuàng)建各設(shè)計中需要用到的組件。

STBluetoothLowEnergy應(yīng)用處理器模塊通過標準組織認證

意法半導(dǎo)體研制出一款立即可用的Bluetooth Low Energy (BLE)智能藍牙模塊SPBTLE-1S，該模塊提供了射頻系統(tǒng)所需的全部元器件。新BLE藍牙模塊集成了意法半導(dǎo)體公司久經(jīng)市場檢驗及認可的BlueNRG-1應(yīng)用處理器系統(tǒng)芯片(SoC)、平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、高頻振蕩器和芯片天線等元器件。

通過使用該款模，開發(fā)人員塊可避開硬件設(shè)計和射頻電路布局等技術(shù)挑戰(zhàn)。新藍牙模塊SPBTLE-1S通過了BQE

審批并取得了FCC、IC和CE-RED(無線電設(shè)備法令)認證，可簡化終端產(chǎn)品進入北美和歐洲市場的合規(guī)審批程序。內(nèi)置意法半導(dǎo)體的Bluetooth 4.2認證的BLE協(xié)議棧，配套軟件開發(fā)工具(SDK)包括各種藍牙應(yīng)用層協(xié)議和例程代碼。

SiliconLabs發(fā)布支持4G/LTE和以太網(wǎng)的無線時鐘

Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)針對4.5G和基于以太網(wǎng)的通用公共無線電接口(eCPRI)無線應(yīng)用，推出了全新的系列高性能、多通道抖動衰減時鐘產(chǎn)品。新型Si5381/82/86系列時鐘產(chǎn)品利用Silicon Labs經(jīng)過驗證的DSPLL技術(shù)提供先進的時鐘解決方案，在單芯片中集成了4G/LTE和以太網(wǎng)時鐘。這些高集成度的時鐘產(chǎn)品可替代通常在高要求應(yīng)用中所需的多個時鐘器件和壓控振蕩器(VCXO)，這些應(yīng)用包括小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)、分布式天線系統(tǒng)(DAS)、μ-BTS，基帶單元(BBU)和前傳/回傳設(shè)備等。通過在單個IC中結(jié)合4G/LTE和以太網(wǎng)時鐘，Si538x系列產(chǎn)品大大簡化了HetNet設(shè)備中的時鐘生成，可提供與競爭方案相比功耗降低55%、占板面積減小70%的突破性解決方案。

Microchip升級MPLABHarmony軟件

Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)宣布，現(xiàn)在可以從Microchip網(wǎng)站免費下載MPLAB Harmony 2.0——適用于PIC32單片機的全功能固件開發(fā)框架。這一屢獲殊榮的軟件平臺經(jīng)過此次重要升級，使客戶能夠開發(fā)出更精簡、更高效的代碼，讓器件速度更快，更具成本效益。除了質(zhì)量更好的代碼，此次升級還增加了許多可在MPLAB X集成開發(fā)環(huán)境(IDE)中使用的新工具。

MPLAB Harmony是Microchip的MPLAB X IDE中的一款免費軟件框架和工具套件，而且能夠與MPLAB XC32編譯器一起使用。MPLAB Harmony框架適用于PIC32解決方案，提供外設(shè)、驅(qū)動和系統(tǒng)服務(wù)庫，以支持應(yīng)用程序的開發(fā)。該軟件還含有PIC32開發(fā)板的電路板支持包。MPLAB Harmony 2.0還擴展了現(xiàn)有的外設(shè)代碼庫，進行了升級以符合MISRA-C: 2012強制性標準。

Microchip新款功耗監(jiān)控IC大幅提升Windows10設(shè)備軟件功耗測量精度

Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)宣布推出一款高精度功耗和能量監(jiān)控芯片PAC1934，該芯片與Microchip軟件驅(qū)動程序結(jié)合使用，完全兼容內(nèi)置于Windows 10操作系統(tǒng)中的能量估算引擎(E3)，在電池供電的所有Windows 10設(shè)備上，其測量精度高達99%。Microchip的PAC1934和Windows 10驅(qū)動程序與Microsoft的E3服務(wù)相結(jié)合，將各種軟件應(yīng)用程序的電池使用量測量精度提高了29%。

PAC1934設(shè)計用于測量最低0 V，最高32 V的電壓軌。正是由于具備這種能力，該芯片能夠精確測量各種功耗，包括從簡單的核心處理單元(CPU)任務(wù)，直至通過USB Type-C連接器連接的設(shè)備上運行的軟件。PAC1934是支持16位功耗測量并具有17分鐘加累加寄存器的四通道器件，非常適合用于確定功耗和能量使用情況，而且無需調(diào)整電壓或者電流范圍。

Imagination發(fā)布PowerVRNNA神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器

Imagination Technologies宣布推出完整、獨立式的硬件IP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)專用的PowerVR架構(gòu)實現(xiàn)，可提供業(yè)界領(lǐng)先的面積效率。為移動、監(jiān)控、汽車與消費系統(tǒng)開發(fā)SoC的公司將能以非常低的功耗，在最小的芯片面積中集成新款 PowerVR Series2NX NNA神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，以實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高性能運算。

PowerVR 2NX是從頭開始全新設(shè)計的架構(gòu)，可提供：業(yè)界最高的單位毫瓦推理 (inference/mW) IP內(nèi)核，以提供最低的功耗；業(yè)界最高的單位面積推理 (inference/mm2) IP內(nèi)核，可實現(xiàn)最具成本效益的解決方案；業(yè)界最低帶寬的解決方案——支持權(quán)重與數(shù)據(jù)的高靈活性位寬，包括低至4位的低帶寬模式；業(yè)界領(lǐng)先的性能，單一內(nèi)核為每周期2048 MAC，并可采用多核設(shè)計進一步提升性能；在硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上提供了最全面的系統(tǒng)級的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決方案。

MaximMbed開發(fā)平臺MAX32625MBED登錄貿(mào)澤

貿(mào)澤電子 (Mouser Electronics)宣布開始分銷Maxim Integrated的MAX32625MBED ARM mbed開發(fā)平臺。MAX32625MBED開發(fā)板是功能強大的完整系統(tǒng)，用于開發(fā)和調(diào)試各種低功耗嵌入式系統(tǒng)，包括傳感器集線器、互聯(lián)運動設(shè)備、可穿戴式醫(yī)用貼片和健身監(jiān)視儀。

貿(mào)澤備貨的這款Maxim MAX32625MBED開發(fā)平臺包含Maxim MAX32625微控制器和板載ARM mbed硬件開發(fā)套件接口，能夠快速連接工具鏈。板載MAX32625器件采用的是32位 RISC ARM Cortex-M4F微控制器，此微控制器具有浮點運算單元 (FPU)、512 KB閃存和160 KB SRAM，其架構(gòu)采用高效信號處理功能，成本低且易于使用。

Maxim面向HVAC和樓宇自動化推出CAN收發(fā)器

Maxim宣布推出MAX14883E控制局域網(wǎng)(CAN)收發(fā)器，可快速解決采暖、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)和樓宇自動化系統(tǒng)的安裝錯誤。這是一款極性可選的高速CAN收發(fā)器，為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用量身打造，可快速解決安裝錯誤問題，確保通信的可靠性。該器件提供極性選擇輸入(POL)，可將CANH和CANL I/O進行交換，并通過軟件糾正接反的現(xiàn)場電纜。此外，MAX14883E還提供±60 V故障保護、高達±22 kV的ESD保護(HBM)，CANH和CANL總線可承受高達±25 V共模輸入范圍，從而確保通信的可靠性。

首家客制化、開源嵌入式半導(dǎo)體產(chǎn)品無晶圓廠模式提供商SiFive日前宣布：UltraSoC將為基于RISC-V開源處理器規(guī)范的SiFive Freedom平臺提供調(diào)試與追蹤技術(shù)，此舉將是DesignShare計劃的一部分。UltraSoC的嵌入式分析半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)(IP)將通過最近發(fā)布的SiFive DesignShare生態(tài)系統(tǒng)對外提供，該生態(tài)系統(tǒng)為任何公司、發(fā)明人和創(chuàng)客都提供了駕馭客制化芯片動力的能力。UltraSoC的調(diào)試與追蹤功能將支持Freedom平臺的用戶去廣泛對接其設(shè)計中所用到的各種工具與接口。

DesignShare概念支撐了一整套應(yīng)用，諸如SiFive、UltraSoC這樣的公司及其他生態(tài)系統(tǒng)伙伴已經(jīng)開發(fā)了高效的、預(yù)先集成的解決方案，以降低實現(xiàn)一款基于SiFive Freedom平臺的客制化芯片的前期工程費用。SiFive是業(yè)界首個開源芯片平臺的發(fā)起人，UltraSoC是獨立于供應(yīng)商的片上調(diào)試與分析工具領(lǐng)域內(nèi)的行業(yè)領(lǐng)袖，兩者之間的合作伙伴關(guān)系將強化RISC-V周邊的生態(tài)體系，而RISC-V開源處理器規(guī)范則被經(jīng)常認為是“半導(dǎo)體行業(yè)的Linux系統(tǒng)”。

ADI寬帶RF功率和回波損耗測量系統(tǒng)有效縮小產(chǎn)品尺寸

ADI推出一款9 kHz～7 GHz定向橋和雙通道RMS RF功率檢波器，它能同時測量一個信號路徑中的正向和反向RMS功率水平以及回波損耗。新型檢波器ADL5920與常規(guī)方法的區(qū)別在于集成了一個定向橋式耦合器，實現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先的集成度和帶寬。針對空間受限應(yīng)用，ADL5920的檢波功能集成了耦合或檢測功能，提供的輸出可直接驅(qū)動精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。針對寬帶操作或頻率變化，ADL5920檢波器無需為每個頻率選擇不同的定向耦合器。這款集成寬帶器件能夠有效縮小產(chǎn)品尺寸并加快產(chǎn)品上市時間。

ADL5920產(chǎn)品支持低至9 KHz的耦合功率測量；最大輸入信號：+30 dBm，并能處理開路和短路負載；需使用5 V電源供電，功耗為150 mA；提供32引腳、5 mm×5 mm LFCSP封裝，工作溫度范圍為-40 ℃至+85 ℃。

Qorvo多通道物聯(lián)網(wǎng)收發(fā)器獲Thread協(xié)議認證

Qorvo宣布，GP712片上系統(tǒng)成為業(yè)界首款獲得Thread協(xié)議認證的多通道物聯(lián)網(wǎng)(IoT)收發(fā)器。GP712可在不同RF通道中同時支持Thread和ZigBee，使設(shè)計人員能夠在多個網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品上使用單個收發(fā)器，從而同時服務(wù)兩種IEEE802.15.4設(shè)備。GP712秉承了Qorvo的一流工作范圍和低功耗特性，并采用能夠限制干擾的可靠RF技術(shù)。由于采用多通道、多協(xié)議設(shè)計，因此有助于確保網(wǎng)關(guān)不會由于協(xié)議標準的不斷變化而被淘汰。通過簡單的軟件升級就可以添加各種功能。

Qorvo的平臺采用OpenThread。Nest Labs舉措旨在為適用于智能家居解決方案的Thread標準提供一個開源方案。作為OpenThread社區(qū)的貢獻者，Qorvo的無線連接業(yè)務(wù)部一直都積極使用GP712開發(fā)平臺。

Allegro發(fā)布全新三線差動式速度傳感器IC

Allegro MicroSystems, LLC宣布推出一款全新優(yōu)化的霍爾效應(yīng)三線差動傳感器IC ATS668，它集成有永磁體背磁(pellet)和EMC保護組件，能夠為真正的零速數(shù)字齒輪齒檢測提供了一個用戶友好的解決方案。ATS668具有單一整體成型(over-mold)封裝，可以輕松組裝和應(yīng)用在多種與齒輪齒感測相關(guān)的應(yīng)用。ATS668專為汽車變速器系統(tǒng)而設(shè)計，也非常適用于休閑車輛、工業(yè)設(shè)備、白色家具和運動器材等非汽車應(yīng)用。

Nextchip獲得CEVA圖像和視覺平臺授權(quán)許可

全球領(lǐng)先的智能和互連設(shè)備的信號處理IP授權(quán)許可廠商CEVA宣布，專業(yè)從事先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)系統(tǒng)嵌入式視覺應(yīng)用的芯片設(shè)計公司Nextchip已經(jīng)獲得CEVA-XM4圖像和視覺平臺授權(quán)許可，用于其APACHE4視覺預(yù)處理器，目標市場是實時ADAS視覺系統(tǒng)。Nextchip已經(jīng)將CEVA的可編程視覺平臺加入APACHE4中，以配合其特色的圖像處理加速器，從而實現(xiàn)先進且價格合理的ADAS應(yīng)用。APACHE4是瞄準下一代ADAS系統(tǒng)的視覺預(yù)處理器SoC。通過其專用的圖像加速器及相關(guān)軟件的子系統(tǒng)，APACHE4將主ECU的工作負荷顯著減少多達70%，以使得所有的圖像檢測算法能夠同時運行。APACHE4加入了專用檢測引擎，支持行人檢測、車輛檢測、車道檢測和移動物體檢測。嵌入其中的CEVA-XM4圖像和視覺平臺可讓APACHE4的客戶使用高階軟件編程來開發(fā)差異化的ADAS應(yīng)用。

e絡(luò)盟推出搭載Android操作系統(tǒng)的WaRP7開發(fā)平臺

開發(fā)服務(wù)經(jīng)銷商e絡(luò)盟 推出了具有觸摸界面的集成彩色顯示模塊，以及用于WaRP7 開發(fā)平臺的 Android SDK(軟件開發(fā)套件)，該開發(fā)平臺面向物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴應(yīng)用。WaRP7 LCD模塊將標準的 MIPI 顯示屏與 DSI(顯示串行接口)和 I2C(集成電路)接口相結(jié)合，專為 WaRP7 產(chǎn)品而設(shè)計。屏幕為圓形，有效面積直徑為31.9 mm，320 RGB×320點分辨率，功耗為 226 mW。

WaRP7解決了多種技術(shù)難題，使開發(fā)人員可專心創(chuàng)建差異化功能，從而加快和方便了物聯(lián)網(wǎng)及可穿戴設(shè)備的開發(fā)。該平臺由一塊主板和一塊子卡組成。主板基于 NXP i.MX 7Solo 應(yīng)用處理器，并且采用 ARM Cortex-A7 內(nèi)核以及 Cortex-M4 內(nèi)核。

美高森美中等規(guī)模PolarFireFPGA可與AD9371寬帶RF收發(fā)器互操作

美高森美公司(Microsemi Corporation)宣布其成本優(yōu)化和低功耗的中等規(guī)模PolarFire可編程邏輯器件(FPGA)現(xiàn)在可以通過JESD204B 接口與Analog Devices公司的 AD9371寬帶集成射頻(RF)收發(fā)器互操作。AD9371提供雙通道發(fā)送器和接收器，集成合成器和數(shù)字信號處理功能，考慮使用這款器件的客戶能夠使用美高森美的PolarFire FPGA來連接并與JESD204B互操作，同時獲得超越競爭器件的更低功耗實施方案。

美高森美PolarFire FPGA具有完全針對面積高效和低功耗而優(yōu)化的12.7 Gbps收發(fā)器，從而在低于90 mW的總體功耗下實現(xiàn)10 Gbps的速率；其知識產(chǎn)權(quán)(IP)內(nèi)核實施具有JESD204B標準接口的發(fā)送器和接收器，易于集成基于JESD204B的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。它們支持從x1至x8鏈接寬度，以及每路250 Mbps 至12.5 Gbps鏈接速率，使用0、1和 2的子類(subclass)。

凌力爾特推出μModule降壓型穩(wěn)壓器

亞德諾半導(dǎo)體 (Analog Devices, Inc.，簡稱 ADI) 旗下凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation) 推出 μModule (電源模塊) 降壓型穩(wěn)壓器 LTM8065，該器件接受高達 40 V的輸入電壓 (42 V絕對最大值)，在帶噪聲的環(huán)境中可安全地從未穩(wěn)壓或波動的 12 V至36 V輸入電源范圍內(nèi)工作，噪聲的環(huán)境包括工業(yè)機器人、測試和測量、醫(yī)療、工廠自動化和航空電子系統(tǒng)等。Silent Switcher架構(gòu)最大限度降低了 EMC/EMI 輻射，使 LTM8065 能夠滿足 CISPR 22 Class B 要求，以用于噪聲敏感的信號處理應(yīng)用，包括成像和 RF 系統(tǒng)。

MathWorks發(fā)布包含MATLAB和Simulink產(chǎn)品系列的Release2017b

MathWorks推出了Release 2017b(R2017b)，其中包括MATLAB和Simulink的若干新功能、六款新產(chǎn)品以及對其他86款產(chǎn)品的更新和修復(fù)補丁。此發(fā)行版還添加了新的重要的深度學(xué)習(xí)功能，可簡化工程師、研究人員及其他領(lǐng)域?qū)＜以O(shè)計、訓(xùn)練和部署模型的方式。

R2017b中的具體深度學(xué)習(xí)特性、產(chǎn)品和功能包括：Neural Network Toolbox增加了對復(fù)雜架構(gòu)的支持，包括有向無環(huán)圖(DAG)和長短期記憶(LSTM)網(wǎng)絡(luò)，并提供對 GoogLeNet 等流行的預(yù)訓(xùn)練模型的訪問;Computer Vision System Toolbox中的Image Labeler應(yīng)用現(xiàn)在提供一種方便和交互的方式來標記一系列圖像中的地面實況數(shù)據(jù)。除對象檢測工作流程外，該工具箱現(xiàn)在還利用深度學(xué)習(xí)支持語義分割、對圖像中的像素區(qū)域進行分類，以及評估和可視化分割結(jié)果。

(責(zé)任編輯：蘆瀟靜)