Семейства 28-нм ПЛИС для приложений следующих поколений

Применения ПЛИС весьма разнообразны. Требования заказчиков к ПЛИС низкой или средней ценовой категорий не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к высокопроизводительным семействам этих микросхем. Выбор стандартной архитектуры для всех ИС, как правило, является компромиссным. Стремясь удовлетворить рыночный спрос на широкий функционал, высокое быстродействие и малое потребление ПЛИС, компания Altera пополнила номенклатуру 28-нм изделий в соответствии с четырьмя основными требованиями к: технологическому процессу; архитектуре изделия; архитектуре трансивера; системным решениям. Выполнение этих требований позволяет удовлетворить спрос большинства заказчиков на производительность и энергопотребление ПЛИС.

Altera использует два технологических процесса изготовления 28-нм ПЛИС.
Для производства быстродействующего семейства Stratix V применяется процесс, специально разработанный для Altera на TSMC. Эта технология позволяет изготавливать ПЛИС, производительность которых на 35% превышает показатели ПЛИС, изготавливаемых с помощью других техпроцессов TSMC. При этом энергопотребление новых микросхем ниже на 30% за счет подстройки базовой логики таким образом, чтобы ее рабочая частота F_MAX была сопоставима с F_MAX устройств предыдущего поколения семейства Stratix. Благодаря более совершенному техпроцессу скорость передачи данных трансиверов составляет 28 Гбит/с, а IP-блоки, работающие в соответствии с жестко заданными протоколами, обеспечивают максимальную пропускную способность.
Недорогие ПЛИС семейства Cyclone V и ПЛИС средней ценовой категории Arria V изготавливаются с помощью 28-нм процесса малой мощности, который, как правило, применяется в производстве чипсетов для мобильных телефонов. В результате эти ПЛИС обеспечивают разумный баланс между быстродействием, стоимостью и энергопотреблением, которое на 50% ниже, чем у 40-нм ПЛИС. Этот технологический процесс TSMC является наиболее экономически эффективным решением для крупносерийного производства ПЛИС.

Архитектура новых ПЛИС также изменилась в соответствии с требованиями новых приложений. Например, объем памяти ПЛИС семейства Stratix V, предназначенных для систем с широкой полосой пропускания, увеличился. В то же время блоки памяти ПЛИС Cyclone V и Arria V имеют меньший объем и большее количество портов, необходимых для приложений с DSP и системами управления. Все семейства поддерживают блок DSP с переменной точностью, однако, как и в остальных случаях, этот функционал не вполне одинаков для ПЛИС каждого семейства. Характеристики портов ввода-вывода также определяются конкретным семейством, что позволяет устанавливать потребляемую мощность и стоимость для конкретного приложения. В недорогих системах не требуется поддержки высокоскоростных интерфейсов памяти или LVDS, однако имеется спрос на гибкое расположение портов ввода-вывода и их совместимость с 3,3-В уровнями. Все 28-нм ПЛИС компании Altera поддерживают блоки памяти, LVDS и совместимы по всем выводам с 3,3 В.

Трансивер является основным блоком ПЛИС. У ПЛИС семейства Stratix V трансиверы обеспечивают скорость передачи данных вплоть до 28 Гбит/с и устойчивую поддержку высокопроизводительных протоколов, в т.ч. 10/40/100 Gbps Ethernet и Interlaken при потреблении менее 200 мВт. Поскольку ПЛИС семейств Arria V и Cyclone V предназначены для работы на меньших скоростях, они не обеспечивают этой поддержки, но работают в соответствии с протоколами целевых приложений. Такой подход позволяет в еще большей мере снизить стоимость и потребляемую мощность до менее чем 90 мВт при скорости передачи данных 6 Гбит/с.

Altera использует аппаратно (hardened) реализованные IP-блоки во всех семействах 28-нм ПЛИС. У ПЛИС семейства Stratix V все протоколы для высокопроизводительных систем, включая PCI Express Gen 1, 2, 3, Interlaken и 40G/100G Ethernet, жестко определены. Для ПЛИС семейств Arria V и Cyclone V заданы только протоколы PCI Express Gen 1 и 2, т.к. это самые популярные поколения протокола для большинства приложений. ПЛИС Arria V и Cyclone V оснащены встроенными аппаратными контроллерами памяти. При разработке недорогих и легко управляемых систем целесообразно использовать аппаратный контроллер, обеспечить максимальную ширину полосы пропускания, переупорядочивание чтения/записи и многопортовую поддержку.

Altera предлагает самую широкую номенклатуру семейств 28-нм ПЛИС, предназначенных для пользовательских приложений (см. табл. 1). Инвестиции Altera в проектирование трансиверов, IP-блоков системного уровня, высокоэффективные средства разработки, оптимизацию технологических процессов и в дальнейшем будут служить меняющимся интересам потребителей. Продукция Altera будет успешно отвечать растущему спросу на дифференцированные и более сложные приложения.

Выборг +7 81378  54653, Москва  +7 495 7881292 Санкт-Петербург  +7 812 3216160, Ульяновск  +7 8422 256939 info@icgamma.ru, www.icgamma.ru