中文 英语
18lickc新利
的意见

FPGA集成:芯片与eFPGA的比较

SoC利用FPGA灵活性和各自发光的应用的两种方式。

受欢迎程度

FPGA以其灵活性和适应性在系统中广泛应用。越来越多地,它被用于高容量的应用程序。随着容量的增长,系统设计人员可以考虑将FPGA集成到SoC中,以降低成本,降低功耗和/或提高性能。

将FPGA集成到SoC中有两种选择:

  • FPGA芯片,它用特殊的模对模互连取代了耗电的SERDES/ phy,与配套的SoC芯片通信
  • eFPGA,这是一个放在SoC芯片上的IP块

这些替代方案比较起来如何?正如我们将看到的,这取决于应用程序和优先级。

FPGA集成到SoC的用例
在以下几个应用中,集成FPGA具有优势:

  1. 在现有系统中,FPGA与SoC配对,例如智能网卡或Microsoft Azure
  2. 为SoC提供灵活性,可以根据标准变化或不同客户的需求更改算法和/或协议
  3. soc的加速,其中关键工作负载在并行FPGA上比处理器上运行得更快
  4. 在具有计算元素阵列的架构中提供可编程状态机,例如许多新的AI加速器

FPGA chiplets
新版本的英特尔(Altera)和Xilinx fpga实际上是由芯片组成的。

耗电量大的高速SERDES是图中的连接块。EMIB是英特尔专有的宽总线高带宽芯片到芯片互连。

中间的FPGA芯片主要是数字逻辑。英特尔和Xilinx将至少为某些客户提供使用中间体集成到soc的芯片,参见下面的示例:

通过这种方式,一个SoC和一个FPGA芯片可以通过一个宽的高速总线来连接它们。

FPGA芯片与eFPGA的优劣
一个大型FPGA与SoC集成的应用,其中两者之间的耦合是一个单总线,很好地适用于上述芯片方法。例如智能网络接口控制器或大型加速器。

chiplet方法的缺点是:

  • 采用多模封装基材的成本高
  • 需要在SoC上使用专用的die-to-die接口,您可能不熟悉或无法从PHY IP供应商处获得该接口
  • 最小的FPGA芯片仍然有大量的lut可能超出需求

eFPGA可能是更好的解决方案的应用是:

  • eFPGA+SoC的模具成本低于中间片和芯片+SoC的成本
  • 那些eFPGA所需的数量是成千上万个lut中的10秒:这样的小芯片是不可用的,SoC上所需的芯片面积是最小的
  • 在这种架构中,eFPGA分布在整个芯片的许多位置,例如在一组计算元素中,其中eFPGA是用于高速计算块本地控制的可编程状态机:芯片实际上只适用于单个大型FPGA块

结论
FPGA越来越多地出现在大容量应用中,因此我们将看到芯片和eFPGA的使用增加,以降低成本和功耗,并提高性能。这两种选择在某些应用中都有优势,我们将看到它们在市场上共存,两者的使用迅速增加。



留下回复


(注:此名称将公开显示)

Baidu