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FPGA
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- ELETTRONICA OGGI 430 - SETTEMBRE 2013
sotto controllo, buoni sistemi, in grado
di rispondere in maniera soddisfacente
alle richieste del mercato nei vari ambi-
ti applicativi. In questi ultimi, sempre
più spesso, i dispositivi come gli ASIC
(application specific integrated circuit),
gli ASSP (application specific standard
product), o i classici processori, rivelano
limitazioni intrinseche. Ad esempio, le
aziende che oggi scelgono di progettare
un nuovo dispositivo ASIC per creare
una determinata applicazione sono con-
sapevoli di andare incontro a investimenti
molto elevati e a costi NRE (non-recurring
engineering) di ricerca, sviluppo, proget-
tazione e test (costi delle maschere, costi
delle licenze per l’IP, costi dei servizi di
design e così via) giustificabili solo quan-
do i volumi di unità in gioco sono molto
elevati. È anche vero che considerare
come alternativa l’uso degli FPGA com-
porta allo stesso modo forti criticità legate
all’esigenza di attivare complessi proces-
si e metodologie di simulazione e verifica
dei chip – soprattutto quando si pensa di
utilizzare i device delle ultime generazioni
(a 28, 20 o 14 nanometri) –, ma la caratte-
ristica fondamentale di riprogrammabilità
e flessibilità degli FPGA può fare davvero
la differenza.
Nel caso di un vendor come Xilinx, la stra-
tegia di fornire agli utenti una piattafor-
ma ‘all programmable’ si concretizza ad
esempio nella piattaforma Zynq-7000, che include un insie-
me completo di soluzioni software, strumenti, blocchi di IP,
schede e tool HLS (high-level synthesis) indirizzati a innal-
zare la produttività nel corso del ciclo di design, e a permet-
tere ai team di progettazione di creare hardware a partire
da schemi descrittivi in linguaggio C, C++, o SystemC. La
famiglia di SoC (system-on-chip) programmabili Zynq-7000
si adatta all’utilizzo in un’ampia gamma di problemi di pro-
gettazione a livello di sistema, in diversi settori di mercato e,
sottolinea la stessa società, permette di ottenere una estesa
differenziazione, integrazione e flessibilità delle applicazio-
ni, grazie alla programmabilità dell’hardware, del software
e degli I/O. Proprio lo scorso giugno, Xilinx, alla Bits & Chips
Hardware Conference 2013 di Eindhoven, Paesi Bassi, ha
dimostrato applicazioni ‘smarter vision’ basate su Zynq-
7000 e il suo ecosistema di prodotti e servizi di supporto.
A
ZIONE SU PIÙ FRONTI PER
I SISTEMI CONFIGURABILI
Riuscire a rispondere ai requisiti di funzionalità, banda, prestazioni, convenienza di
costi e consumi energetici delle applicazioni di ultima generazione, in ambiti come
lo storage, le comunicazioni, l’automazione industriale, il mondo della Difesa, i si-
stemi automotive o i dispositivi portatili di utilizzo consumer, impone la capacità di
padroneggiare l’uso di strumenti e conoscenze in svariati campi e discipline delle
logiche programmabili e riconfigurabili. Inparticolare, nel casodi Altera, la strategia
tecnologica del vendor si concentra su un approccio ‘tailored’, orientato principal-
mente su tre fronti. Il primo è l’accesso a evolute tecnologie di fabbricazione dei
semiconduttori, come quella Tri-Gate, in grado di ridurre la corrente di dispersione
(leakage current) nei transistor emigliorare le performance. La recente adozione da
parte di Altera del processo di produzione Tri-Gate a 14 nanometri di Intel va in que-
sta direzione, oltre che in quella di ridurre ulteriormente le geometrie e accrescere
la miniaturizzazione dei circuiti. Il processo Tri-Gate a 14-nm si pone come la base
per fornire le più alte prestazioni del core ai più bassi consumi, tuttavia per fornire
soluzioni tagliate sumisura anche per altri settori applicativi che nonhanno le stesse
necessità in termini di performance, a questa tecnologia costruttiva di Intel, Altera
ne affianca altre, come i SoC a 20 nm e la tecnologia EmbFlash a 55 nm, entrambe
fornite dalla fonderia TSMC. Il secondo pilastro della strategia si fonda sull’investi-
mento in nuovi sistemi seriali d’interconnessione, architetture logiche, e IP. Il terzo,
infine, fa leva, a partire dagli FPGA a 28 nanometri, sul processo d’integrazione con
i processori e sistemi ARM (ARM-based HPS – hard processor system). Questi ultimi
sono costituiti da processore, periferiche e interfacce di memoria. Si arriva così alla
creazione di ‘SoC FPGA’ ingradodi fondere la flessibilità della logica programmabile
e l’architettura fabric degli FPGA con le prestazioni e i risparmi di consumi resi pos-
sibili dall’uso di ‘hard IP’. Tutto ciò risponde all’obiettivo del vendor di estendere le
opzioni e le possibilità progettuali per gli architetti di sistema che, di volta in volta,
nelle attività di design devono raggiungere il miglior compromesso fra prestazioni,
costi, riduzione dei consumi e abbassamento dei rischi legati alla catena di fornitura
dei vari componenti
Fig. 2 - I SoC FPGA di Altera
