FPGA de grado de defensa debuta con acceso anticipado

Al brindar seguridad de grado de defensa a los sistemas integrados en el borde, Microchip Technology Inc. ofrece un programa de acceso temprano (EAP) para PolarFire SoC FPGA. Esta plataforma es el primer subsistema reforzado de microprocesador basado en RISC-V, en tiempo real y capaz de Linux en la familia FPGA PolarFire de rango medio. Esta plataforma se puede utilizar en aplicaciones de automatización industrial, médica, de defensa y de comunicaciones.

El chip es el primer SoC FPGA de la industria con un clúster de CPU RISC-V coherente y determinista y un subsistema de memoria L2 determinista, que permite Linux más aplicaciones en tiempo real. El subsistema de memoria de 2 MB se puede configurar como caché, bloc de notas o memoria de acceso directo. Esto significa que los desarrolladores integrados obtienen los beneficios de Linux en una arquitectura determinista en combinación con las características de seguridad y bajo consumo de PolarFire FPGA.

Además, la arquitectura PolarFire SoC incluye características de confiabilidad y seguridad como corrección de error simple y detección de error doble (SEC-DED) en todas las memorias, protección de memoria física, un núcleo criptográfico resistente al análisis de potencia diferencial (DPA), arranque seguro de grado de defensa. y 128 Kb de memoria flash de arranque.

Una necesidad clave resuelta por RISC-V fue este concepto de un procesador que podría ejecutar Linux y cumplir con los requisitos en tiempo real, dijo Ted Speers, miembro técnico y jefe de arquitectura y planificación de productos para la unidad de negocios FPGA de Microchip. “Ya teníamos poca potencia y confiabilidad en la bolsa con la tecnología PolarFire, pero para sacar esto del parque, necesitábamos el procesador en tiempo real. Queríamos que un procesador satisficiera las necesidades de [ejecutar Linux y aplicaciones en tiempo real en paralelo] simultáneamente ”.

El diseño con una CPU FPGA + en un solo chip ha seguido creciendo durante los últimos años, gracias a varios beneficios clave para los diseñadores integrados. Mejora el procesamiento de tareas específicas y permite la personalización y la flexibilidad, al tiempo que reduce el número de componentes, el consumo de energía y el espacio en la placa.

El SoC PolarFire determinista y crítico para la seguridad ofrece una eficiencia energética que proporciona hasta un 50 por ciento menos de energía que los dispositivos de la competencia en la industria. Como resultado, reduce la lista de materiales al eliminar la necesidad de ventiladores y disipadores de calor.

“Nuestra tecnología PolarFire ofrece un 50% menos de energía en muchos casos que las FPGA de la competencia”, dijo Speers. Se pueden usar en entornos de factor de forma pequeño donde eliminar el calor es un gran problema, lo que permite a los clientes quitar los ventiladores del sistema, lo que ahorra costos y resuelve muchas limitaciones del sistema con las que es muy difícil diseñar, agregó.

Conseguir que los clientes se cambien solo porque ofrece menor potencia fue difícil, pero en estas aplicaciones la tecnología PolarFire les permite cambiar de inmediato debido a los beneficios adicionales, dijo Speers.

Cuando la CPU y la FPGA están en un solo chip, hay una reducción en el espacio de la placa, pero también un procesamiento mejorado para tareas específicas y menos latencia porque todo está en un dado en lugar de ir chip a chip en una placa, dijo Speers. “Con el tejido programable, también le ofrece mucha personalización y flexibilidad que normalmente no tendría. Esto es particularmente importante para las tecnologías emergentes donde los estándares aún no están del todo establecidos y es posible que deba realizar algunos cambios en el campo.

"El subsistema determinista es donde ocurre toda la magia", dijo Speers. "Microchip diseñó un chip que podía ejecutar el sistema operativo Linux convencional y todas sus aplicaciones en paralelo con un núcleo en tiempo real, dentro de un subsistema de memoria determinista y coherente". Y al pasar de 1 MB a 2 MB de caché L2, los clientes pueden usar 1 MB como memoria local para aplicaciones deterministas en tiempo real mediante cualquiera de los cuatro núcleos de aplicaciones.

Como beneficio adicional, los clientes existentes de SmartFusion 2 de Microchip, la primera arquitectura SoC FPGA de la industria con un subsistema de procesador completo, pueden migrar fácilmente a PolarFire SoC. El subsistema de memoria de 2 MB L2 de PolarFire SoC se puede configurar como una memoria local, y ambas plataformas utilizan periféricos comunes con controladores de firmware y las mismas herramientas de desarrollo.

Las aplicaciones incluyen entornos con problemas térmicos, como conmutadores de IoT industriales y cabezales de radio remotos; Entornos que funcionan con baterías, como cámaras termográficas portátiles, dispositivos de ultrasonido portátiles, radios militares seguras y pruebas y medidas portátiles, así como aplicaciones de aprendizaje automático y raíz de confianza, como plataformas de armas, radios militares seguras y UAV.

El chip es parte del creciente soporte de Microchip para el diseño RISC-V. Los socios de Mi-V incluyen WindRiver, Mentor Graphics, WolfSSL, ExpressLogic, Veridify, Hex-Five y FreeRTOS, así como herramientas de desarrollo de sistemas IAR y AdaCore.

Como parte del Programa de acceso temprano (EAP), los clientes calificados pueden comenzar a diseñar ahora con la suite de diseño Libero SoC 12.3 FPGA de Microchip y el entorno de desarrollo integrado SoftConsole 6.2. También pueden depurar sus aplicaciones integradas utilizando Renode, un modelo virtual del subsistema de microprocesador.

Las capacidades de depuración para el SoC PolarFire incluyen seguimiento de instrucciones y monitores de bus de interfaz extensible avanzada (AXI) configurables en tiempo de ejecución pasivo del socio de Mi-V UltraSoC, 50 puntos de interrupción, monitores de estructura FPGA y el analizador lógico de dos canales integrado de Microchip, SmartDebug.

Para calificar para el programa de acceso temprano, los clientes pueden comunicarse con [email protected]. Los clientes pueden comenzar a diseñar ahora con acceso a los archivos esquemáticos y Gerber del kit PolarFire Icicle que estará disponible en el tercer trimestre de 2020, así como a las pautas de diseño de la placa. El MPFS250T comenzará a muestrear en el tercer trimestre de 2020.