物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用，是以無數(shù)量連網(wǎng)的智能設(shè)備為硬件基礎(chǔ)，而這些設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要成為有用的信息，則需要大數(shù)據(jù)處理能力。而原有的企業(yè)服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，無法再充分地滿足這種計(jì)算需求。近日，一種可以集成到SoC中的Speedcore？嵌入式FPGA IP問世，為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推進(jìn)帶來了新的助推力量。

性能、功耗、成本優(yōu)于獨(dú)立式FPGA 可實(shí)現(xiàn)定制化

嵌入式FPGA IP是由Achronix 半導(dǎo)體公司推出。嵌入式FPGA作為IP集成到SOC芯片中會(huì)有很多內(nèi)在的優(yōu)勢，據(jù)Achronix總裁兼首席執(zhí)行官Robert Blake介紹，一是使互聯(lián)帶寬增加10倍，二是互聯(lián)延遲減小至1/10，三是功耗降低50%，四是成本降低90%。

具體來講，在功耗方面，Speedcore以內(nèi)部連線方式直接連接至SoC，省去了在外置獨(dú)立FPGA中可見的大型可編程輸入輸出緩沖（IO buffer）。其功耗只是獨(dú)立FPGA總功耗的一半。同時(shí)，Speedcore的芯片面積可以根據(jù)應(yīng)用需求來定制。

在接口性能方面，獨(dú)立的FPGA通常通過一個(gè)高延遲的串行器/解串器（SerDes）架構(gòu)進(jìn)行連接，而Speedcore IP 的接口延遲更低、性能更高。Speedcore通過一個(gè)超寬的并行接口連接至ASIC。

在成本方面，由于省去了可編程輸入輸出緩沖（IO buffer）架構(gòu)，Speedcore的芯片面積比獨(dú)立的FPGA小得多。同時(shí)， Speedcore省去了對(duì)獨(dú)立FPGA周邊所有支持性元器件的需求，這些元器件包括電源調(diào)節(jié)器、時(shí)鐘發(fā)生器、電平位移器、無源元件和FPGA冷卻器件。

此外，嵌入式FPGA具有更高的系統(tǒng)可靠性和良品率。將FPGA的功能集成至一片ASIC中，可消除在印制電路板上放置一顆獨(dú)立的FPGA所造成的可靠性和良率損失。

利用Speedcore IP產(chǎn)品，客戶可以針對(duì)其應(yīng)用來定制最佳的芯片面積、功耗和資源配置。客戶可以定義查找表（LUT）、嵌入式存儲(chǔ)器以及DSP的數(shù)量。此外，客戶可以定義Speedcore的寬高比、輸入輸出（IO）端口的連接，還可以在功耗和性能之間進(jìn)行權(quán)衡。

鎖定物聯(lián)網(wǎng)中高端應(yīng)用 助力云、網(wǎng)絡(luò)、無線加速

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)，對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理能力提出了新要求。以往，為了提升手機(jī)的性能，手機(jī)的處理器已從單核變?yōu)殡p核、四核甚至八核，不過，手機(jī)的性能并不會(huì)與處理器的數(shù)據(jù)同倍提升。如何提升手機(jī)的性能，單從增加處理器的數(shù)量，并不是有效的解決辦法。此外，物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)，越來越多的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)并產(chǎn)品數(shù)據(jù)，要將實(shí)些數(shù)據(jù)變成有價(jià)值的信息，就需要大數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。而傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備已無法更好地勝任這種大數(shù)據(jù)的處理能力。

嵌入式FPGA的出現(xiàn)，通過增加帶寬、降低延遲和降低功率，充分解決了這種硬件加速的困境。該技術(shù)是Speedster22i FPGA及Speedcore eFPGA產(chǎn)品的基礎(chǔ)。 Achronix的所有FPGA產(chǎn)品均由其ACE設(shè)計(jì)工具提供支持，該工具集成了對(duì)SynopsysSynplify Pro工具的支持。其商業(yè)模式是使用標(biāo)準(zhǔn)的IP產(chǎn)品商業(yè)模式，授權(quán)許可Speedcore技術(shù)；對(duì)使用Speedcore IP的器件按出貨量收取知識(shí)產(chǎn)權(quán)使用費(fèi)；對(duì)ACE設(shè)計(jì)工具進(jìn)行維護(hù)。

目前，嵌入式FPGA主要應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中高端市場，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加速、云加速和無線加速。Robert指出，Microsoft的Bing搜索已使用嵌入式FPGA，使其數(shù)據(jù)運(yùn)算能力提供了30多倍。今后還將進(jìn)一步開拓該技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。

嵌入式FPGA在性能、功耗、價(jià)格上均優(yōu)越于FPGA，是否會(huì)替代獨(dú)立式FPGA，也成為關(guān)注的焦點(diǎn)話題。對(duì)此，Robert表示，不會(huì)替代獨(dú)立式FPGA， 嵌入式FPGA會(huì)覆蓋一部分獨(dú)立式FPGA的市場，更重要的是能夠不斷拓寬物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用市場。