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为航空航天应用可重构eFPGA

灵活性是至关重要的对卫星轨道了20年。

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市场调查报告显示10%的美元收入的FPGA芯片是用于航空航天应用,和美国国防部高级研究计划局/国防部报告显示约有三分之一的所有美元ICs购买的美国航空FPGA的体积。

航空航天应用的fpga显然是非常重要的,因为发展时间短和许多航空航天应用程序的使命寿命长。当卫星绕着地球20年来,任务可以改变的方式是不可预测的。适应一个FPGA可以重新配置。

fpga,像微软已经显示在其数据中心,都是优秀的在加速关键工作负载如DSP加密/解密,在那里可以利用并行性优于由30 - 100 x处理器。

但fpga可以改善。fpga用于航空现在很大,沉重和耗电由于所需的所有并行转换器与asic /通信处理器。他们几乎都是在亚洲生产的。此外,很少有空间应用的辐射抗性。那些非常昂贵。

FPGA的嵌入式FPGA维护良好特性而提供解决方案的缺点。当集成片上,eFPGA巴士可以在高速运行数百位宽(GHz finFET流程),消除性能瓶颈和并行转换器电力消耗。eFPGA比FPGA芯片,芯片是便宜得多和集成消除粗大/重包装。

Flex Logix设计eFPGA与标准电池,但达到的性能和密度与离散fpga由于互连技术,它提供了高带宽、高端应用连接使用传统网互连面积的一半用于其他fpga。标准电池可以使用我们的数字架构“移植”到任何CMOS工艺在六到八个月。如果我们有辐照的标准电池,结果eFPGA将辐照的设计。

我们一直在与美国航空公司和政府组织好几年了。

桑迪亚实验室介绍蜻蜓SoC现在的工厂和工作,2018年6月在DAC。我们移植EFLX4K eFPGA自营180海里的核心流程在新墨西哥州。下面是他们的一个幻灯片显示的一些用例eFPGA asic。

蜻蜓的工厂和工作。桑迪亚有许可使用eFPGA构建多个asic在不同大小和配置。

美国国防部高级研究计划局,我们设计和制造的200 k LUT4 eFPGA TSMC16FFC数组。它一直在验证过程和温度来演示的可行性很大,非常快(GHz) eFPGA航天工业和政府。7 x 7中的数组构造矩阵,有两排DSP核心和其他逻辑内核。DSP和逻辑可以任意组合混杂在一起,以得到正确的平衡的mac电脑和附近地区为给定客户的应用程序。这个数组可以在为客户评估板,航空和商业,下载eFPGA设计来验证性能和权力真正的硅。

DARPA和桑迪亚项目导致越来越多的由政府组织和评价航空公司在过去的几年里。现在有多个芯片设计、合同和更多的计划。的一些应用程序将使用数组> 100 k LUT4s。大部分的芯片使用多个不同的eFPGA数组大小在同一芯片:例如,一个块可以实现可重构串行I / O;另一个可重构的DDR PHY内存控制器;另一个臂的可重构加速协同处理器核心;另外一个可重构加密/解密。

为了解决美国制造业的需求,我们现在移植EFLX4K逻辑和DSP核心GlobalFoundries 14垂直距离/ 12 lp在马耳他、制造奥尔巴尼附近,在纽约州北部。我们还将建立一个验证芯片,是我们的标准实践,验证性能全电压和温度范围,我们将提供一个评估板允许客户下载他们eFPGA设计运行在真正的硅验证的性能和能力。

波音本月早些时候宣布,已授权EFLX eFPGA GF14LPP过程和设计。越来越多的企业、组织和芯片设计,承包和规划GF14LPP / 12垂直距离。

另一个增长要求航空是神经网络加速对视觉和其他传感应用。

哈佛大学,在热芯片2018年8月,发表了一篇论文,实现多个灵活深层神经网络处理器TSMC16FFC评估领域的效率和能力。

对神经网络、灵活性几乎是必须的。算法的变化率是戏剧性的,任何硅设计必须将需要运行神经网络没有硅架构时发明的。他们选择了EFLX eFPGA实现16 k LUT4数组,2 2逻辑核心和DSP内核。他们还实现了两个灵活的方法:一只手臂Cortex-A53 CPU集群和cache-coherent datapath公司加速器(ACC)。

测试效率的三个灵活NN appraoches,代表的内核上执行所有款4块。

灵活的引擎,款eFPGA数组实现能源效率比其他两个:4.5 x cpu的能源效率。

关于区域效率,eFPGA类似于CPU,但略低于ACC。

这是一个令人印象深刻的结果eFPGA考虑它不适合推断款。

11月1日林利处理器发布会上,Flex Logix将宣布NMAX边缘神经推论:非常低的可伸缩的、高性能DRAM带宽。NMAX不是一个eFPGA,但使用eFPGA和几个我们专有的互联。这将给最大性能至少系统功率为航空航天和商业优势应用程序一样。



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