FPGA o małej mocy w aplikacjach DSP

Poniedziałek, 16 lipca 2007 | Gospodarka Artykuły

Firma Altera zamierza wejść swoją nową linią układów FPGA Cyclone III na terytorium zarezerwowane do tej pory dla układów DSP. Cyclone III to układy tanie i zużywające do 75% mocy mniej niż niektóre konkurencyjne produkty. Rodzina ta wytwarzana jest w technologii 65nm opracowanej w Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Układy mają maksymalnie 119088 konfigurowalnych elementów logicznymi, 3,9Mb pamięci i 288 (18 x 18) elementów mnożących przeznaczonych dla aplikacji DSP – a wszystko to przy poborze mocy w trybie statycznym na poziome mniejszym niż 0,5W.

Dzięki zmniejszeniu o 20% zużycia mocy przez każdy element logiczny w porównaniu ze starszą generacją Cyclone II, która była wytwarzana w technologii 90nm oczekuje się, że FPGA zaczną być przenoszone do aplikacji, w których liczą się przede wszystkim koszty i małe zużycie mocy. Przykładem takich zastosowań mogą być telefony komórkowe. Mimo że na niektórych rynkach produktów wysokiej jakości układy DSP, FPGA i ASIC mogą w systemach ze sobą koegzystować, to jednak FPGA bardzo dobrze nadają się do wysokowydajnych równoległych, takich jak wydajny infrastrukturalny sprzęt komunikacyjny. Rodzina układów Cyclone III jest zoptymalizowana do stosowania w urządzeniach HDTV, sterowaniu w przemyśle i w wojskowych systemach szyfrujących. Inne przykładowe obszary zastosowań to przemysł samochodowy, obróbka obrazu, automatyka oraz sprzęt pomiarowy.

Altera wchodzi na rynek z nowymi produktami podczas spowolnienia w sprzedaży układów FPGA/PLD. Światowy rynek tych urządzeń ma w tym roku osiągnąć wartość 3,7 miliarda dolarów, czyli wzrosnąć o 2,9% (patrz rysunek). Natomiast w ostatnim roku wzrost wyniósł 12,9%. Prognozę na rok 2008 obniżono z 23,3% do 15,7%. Wynika to faktu, że na rynku są duże zapasy układów, rozwój rynku komunikacji bezprzewodowej uległ spowolnieniu, a przede wszystkim średnie ceny sprzedaży obniżyły się.

Rys. 1. Rynek układów FPGA (źródło Gartner)

Mimo to Altera jawi się jako firma dobrze usytuowana na rynku FPGA - silnie konkurencyjnym sektorze, na którym znajdują się takie firmy jak Actel, Lattice Semiconductor, QuickLogic, Xilinx i inni. Wśród najbardziej zaawansowanych układów Altery dostępna jest linia Stratix III, również oparta o technologię 65nm. Najtańszymi z układów firmy są PLD i strukturalne ASIC, podczas gdy Cyclone III należą do środkowego przedziału cenowego.

Pierwsze układy FPGA z rodziny Cyclone pojawiły się w roku 2002 jako konkurencja dla niektórych układów ASIC. Najnowsza odsłona rodziny nie tylko konkuruje z ASIC, ale i z DSP i rozwiązaniami stosowanymi w wysokonakładowych układach o niskim poborze mocy.

W porównaniu z 90-nanometrowymi Cyclone II, Cyclone III charakteryzują się dwukrotnie większą gęstością logiczną, trzykrotnie większą pamięcią i większą liczbą elementów mnożących przeznaczonych dla obliczeń typu DSP. Elementy mnożące w nowych układach pracują z częstotliwością do 260MHz przy szerokopasmowym przetwarzaniu równoległym, a te z serii Cyclone II z częstotliwością do 216MHz.

Aktualnie Altera testuje próbki układów EP3C25 ze środkowego zakresu rodziny Cyclone III, planując masową produkcję od sierpnia. Ma on 24624 elementy logiczne, 0,6Mb pamięci, 66 elementów mnożących i 214 końcówek we/wy. Wszystkie osiem typów Cyclone III ma być dostępne w sprzedaży pod koniec tego roku. Ceny zaczynają się od 4 dolarów. Ceny zestawów uruchomieniowych rozpoczynają się od 199 dolarów.

Projekty dla nowych układów rodziny Cyclone III można wykonywać za pomocą darmowej wersji programu Quartus II, dostępnej na stronie internetowej firmy. Przez ograniczony czas firma oferuje także darmową wersję programu ModelSim-Altera. (AC)