防衛グレードのFPGAが早期アクセスでデビュー

Microchip Technology Inc.は、エッジの組み込みシステムに防御グレードのセキュリティを提供し、PolarFire SoC FPGA用の早期アクセスプログラム（EAP）を提供しています。このプラットフォームは、ミッドレンジのPolarFire FPGAファミリで最初に強化された、Linux対応のRISC-Vベースのマイクロプロセッササブシステムです。このプラットフォームは、通信、防衛、医療、および産業用自動化アプリケーションで使用できます。

このチップは、確定的でコヒーレントなRISC-V CPUクラスターと確定的L2メモリサブシステムを備えた業界初のSoCFPGAであり、Linuxとリアルタイムアプリケーションを実現します。 2 MBのメモリサブシステムは、キャッシュ、スクラッチパッド、またはダイレクトアクセスメモリとして構成できます。これは、組み込み開発者が、PolarFire FPGAのセキュリティ機能と低電力機能と組み合わせて、決定論的アーキテクチャでLinuxのメリットを享受できることを意味します。

さらに、PolarFire SoCアーキテクチャには、すべてのメモリでのシングルエラー訂正およびダブルエラー検出（SEC-DED）、物理メモリ保護、差動電力解析（DPA）耐性暗号コア、防御グレードのセキュアブートなどの信頼性とセキュリティ機能が含まれています。 、および128Kbのフラッシュブートメモリ。

RISC-Vによって解決された重要なニーズは、Linuxを実行し、リアルタイムの要件を満たすことができる1つのプロセッサのこの概念でした、とMicrochipのFPGAビジネスユニットのテクニカルフェロー兼製品アーキテクチャおよび計画の責任者であるTedSpeersは述べています。 「PolarFireテクノロジーを搭載したバッグの電力と信頼性はすでに低くなっていますが、これを実際に実現するには、リアルタイムプロセッサが必要でした。 [Linuxとリアルタイムアプリケーションを並べて実行する]両方のニーズを同時に満たす1つのプロセッサが必要でした。」

組み込み設計者にとってのいくつかの重要な利点のおかげで、シングルチップ上でFPGA + CPUを使用した設計は過去数年にわたって成長を続けてきました。特定のタスクの処理を改善し、カスタマイズと柔軟性を可能にすると同時に、コンポーネント数、消費電力、およびボードスペースを削減します。

決定論的で安全性が重要なPolarFireSoCは、業界の競合デバイスよりも最大50％低い電力を提供する電力効率を提供します。その結果、ファンとヒートシンクが不要になるため、部品表が削減されます。

「当社のPolarFireテクノロジーは、多くの場合、競合するFPGAよりも50％低い電力を提供します」とSpeers氏は述べています。熱の除去が大きな問題となるスモールフォームファクター環境で使用できるため、顧客はシステムからファンを取り外すことができ、コストを節約し、設計が非常に難しい多くのシステム制約を解決できます。

低電力を提供しているという理由だけで顧客を切り替えるのは困難でしたが、これらのアプリケーションでは、PolarFireテクノロジーにより、追加のメリットがあるため、顧客はすぐに切り替えることができます。

CPUとFPGAがシングルチップ上にある場合、ボードスペースが削減されるだけでなく、特定のタスクの処理が改善され、ボード上でチップ間を移動するのではなく、すべてが1つのダイ上にあるため、レイテンシが短縮されます。 「プログラム可能なファブリックを使用すると、通常は得られない多くのカスタマイズと柔軟性も提供されます。これは、標準がまだ完全に確立されておらず、現場でいくつかの変更を加える必要がある可能性がある新興技術にとって特に重要です。

「決定論的サブシステムは、すべての魔法が起こる場所です」とSpeers氏は述べています。 「マイクロチップは、決定論的で一貫性のあるメモリサブシステム内で、主流のLinuxOSとそのすべてのアプリケーションをリアルタイムコアと並べて実行できるチップを設計しました。」また、1MBから2MBのL2キャッシュに移行することで、顧客は4つのアプリケーションコアのいずれかによる決定論的なリアルタイムアプリケーションのローカルメモリとして1MBを使用できます。

追加の利点として、マイクロチップのSmartFusion 2（フルプロセッササブシステムを備えた業界初のSoC FPGAアーキテクチャ）の既存の顧客は、PolarFireSoCに簡単に移行できます。 PolarFireSoCの2MB L2メモリサブシステムはローカルメモリとして構成でき、どちらのプラットフォームもファームウェアドライバと同じ開発ツールを備えた共通の周辺機器を使用します。

アプリケーションには、産業用IoTスイッチやリモート無線ヘッドなどの熱的に困難な環境が含まれます。ポータブルサーマルイメージャー、ポータブル超音波装置、安全な軍用ラジオ、携帯用のテストと測定などのバッテリー駆動環境、および兵器プラットフォーム、安全な軍用ラジオ、UAVなどの機械学習と信頼のルートアプリケーション。

このチップは、マイクロチップのRISC-V設計に対するサポートの拡大の一部です。 Mi-Vパートナーには、WindRiver、Mentor Graphics、WolfSSL、ExpressLogic、Veridify、Hex-Five、FreeRTOSのほか、IARシステムとAdaCoreの開発ツールが含まれます。

早期アクセスプログラム（EAP）の一環として、資格のあるお客様は、Microchip社のLibero SoC 12.3FPGAデザインスイートとSoftConsole6.​​2統合開発環境を使用して今すぐ設計を開始できます。また、マイクロプロセッササブシステムの仮想モデルであるRenodeを使用して組み込みアプリケーションをデバッグすることもできます。

PolarFire SoCのデバッグ機能には、命令トレースと、Mi-VパートナーUltraSoCのパッシブランタイム構成可能なAdvanced eXtensible Interface（AXI）バスモニター、50個のブレークポイント、FPGAファブリックモニター、およびMicrochipの組み込み2チャネルロジックアナライザーSmartDebugが含まれます。

早期アクセスプログラムの資格を得るには、お客様は[email protected]に連絡することができます。お客様は、2020年第3四半期に利用可能になるPolarFire Icicle Kitの回路図ファイルとガーバーファイル、およびボード設計ガイドラインにアクセスして、今すぐ設計を開始できます。 MPFS250Tは2020年第3四半期にサンプリングを開始します。