关于嵌入式FPGA的内容详解.doc
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1、关于嵌入式FPGA的内容详解嵌入式FPGA(eFPGA)是指将一个或多个FPGA以IP的形式嵌入ASIC,ASSP或SoC等芯片中。换句话说,eFPGA是一种数字可重构结构,由可编程互连中的可编程逻辑组成,通常表现为矩形阵列,数据输入和输出位于边缘周围。 eFPGA通常具有数百或数千个输入和输出,可连接到总线、数据路径、控制路径、GPIO、PHY或任何需要的器件。所有eFPGA都将查找表(LUT)作为基本构建模块。 LUT有N个输入选择一个小表,其输出表示N个输入的任何需要的布尔函数。 有些eFPGA LUT有四个输入,有的有六个。有些LUT有两个输出。 LUT通常在输出端具有触发器; 这些可
2、以用来存储结果。这些LUT寄存器组合通常以四进制形式出现,还有进位算术和移位器,以便有效地实现加法器。LUT接收来自可编程互联网络的所有输入,并将其所有输出反馈到可编程互连网络。除了LUT之外,eFPGA还可能包含MAC(乘法器/累加器模块)。 它们也连接到可编程互连网络,用于提供更高效的数字信号处理(DSP)和人工智能(AI)功能。 对于内存来说,有大量的RAM,通常是双端口的封装。至于LUT和MAC,通过RAM连接到可编程互连网络。eFPGA具有输入和输出引脚的外环,将eFPGA连接到SoC的其它部分,这些引脚也连接到可编程的互连网络。软件工具用于合成Verilog或VHDL代码,以编程e
3、FPGA逻辑和互连来实现任何所需的功能。eFPGA是方便的新逻辑块,可在许多方面提高SoC的价值,其中包括:使用数百个LUT的广泛,快速的控制逻辑;可重新配置的网络协议;用于视觉或人工智能的可重构算法;用于航空航天应用的可重配置DSP;用于MCU和SoC的可重配置加速器。除了以上这些,还有更多,这里就不一一介绍了。当今,已经有了一些eFPGA供应商,主要包括Achronix,Flex Logix,Menta和QuickLogic,此外,还有一些较小的供应商。有了这些选择,客户需要决定哪一个最能满足他们的需求。那么,要如何选择呢? 虽然需要考虑商业因素,但本文重点讨论技术因素。第1步:制程的兼容
4、性通常情况下,即使在IP评估的早期阶段,公司也会选择foundry厂和工艺节点。而台积电、GlobalFoundries和SMIC现在或正在开发针对包括65nm,40nm,28nm,22nm,16nm,14nm和7nm工艺节点的eFPGA。但是,并非所有供应商对所有代工厂/工艺节点都有eFPGA,至少目前还没有。 通过他们的网站检查哪些与您的制程兼容非常重要。 您还应该看看所讨论的eFPGA是否已经在芯片中进行了验证,并在NDA下提供了报告。不要忘记检查金属堆栈的兼容性。您选择的关键IP,如SerDes或您的应用可能需要您使用特定的金属堆栈,但并非所有eFPGA IP都与所有金属堆栈兼容。第2
5、步:阵列大小和功能并非所有的eFPGA供应商都可以做非常小规模的eFPGA,同时,并不是所有厂商都可以做出规模非常大的eFPGA。另外,它们支持的MAC和RAM的性质可能会有所不同。对于您是否需要数百个LUT或数十万个LUT,以及您对MAC和RAM的需求,这可能会筛选出一些供应商。步骤3:使用RTL进行基准测试eFPGA供应商会为您提供用于评估的软件,以便您可以确定(RTL)每个eFPGA可以实现的硅面积和性能。您需要eFPGA能够在与SoC其余部分相同的温度和电压范围内运行,因此请确保您需要的是支持的。在进行基准测试时,将苹果与苹果进行比较(compare apples to apples)
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