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TECH-FOCUS SOCS/FPGAS 48 - ELETTRONICA OGGI 480 - SETTEMBRE 2019 L’integrazione fra processori fisici, logica programmabile e componenti come la memoria offre molteplici opportunità non soltanto in termini di una maggiore facilità di differenziazione dei prodotti, ma anche per lo sviluppo di nuove applicazioni L’EVOLUZIONE DELLE SOLUZIONI PROGRAMMABILI dispositivi SoC FPGA, grazie alla presen- za di processori realizzati in hardware e di soluzioni IP integrate nell’FPGA, assi- curano una notevole flessibilità per appli- cazioni che richiedono prestazioni elevate oppure funzionalità particolari. Gli sviluppatori possono infatti sfruttare la riconfigurabilità dinamica della parte FPGA per risolvere alcuni problemi come per esempio la scalabilità, l’obsolescenza dei prodotti oppure la semplicità di manutenzio- ne e, soprattutto, la loro differenziazione. Per numerose applicazioni, infatti, è possibile sviluppare una singola scheda che sfrutti la flessibilità dei SoC FPGA e utilizzarla per realizzare un certo numero di prodotti finali differenti, ottimizzando le risorse di proget- tazione e riducendo questo tipo di costi, oltre a allungare del ciclo di vita dei prodotti. I più recenti chip di Intel Tra i componenti più interessanti di Intel in ambito SoC FPGA c’è la famiglia Stratix che è stata ottimizzata per i sistemi più esigenti dal punto di vista delle prestazioni. Questi chip sono basati sulla tecnologia Tri-Gate a 14 nm di Intel e la versione Stratix 10 SX combina un quad core ARM Cortex A53 con l’architettura Hyperflex FPGA. Dal punto di vista delle principali caratte- ristiche, i core operano a una frequenza fino a 1,5 GHz, sono disponibili una Vector floating-point unit (VFPU) e un engine ARM Neon per il media processing per ogni core. La cache L1 per le istruzioni ammonta a 32 kB con controllo di parità e 32 kB per i dati con ECC. Per la cache al secondo livello, invece, è presente 1 MB di memoria condivi- sa con ECC. Il chip dispone inoltre di 256 KB di RAM on-chip. La System Memory Management Unit inte- grata permette di utilizzare un modello uni- fied memory ed estende la virtualizzazione hardware nelle periferiche implementate nell’FPGA. Per i tool di sviluppo è disponibile, fra l’altro, l’Intel SoC FPGA Embedded Development Suite (EDS) basata su Development Studio 5 (DS-5) di ARM in versione Intel SoC FPGA Edition. Il supporto si estende ai sistemi operativi Linux, VxWorks di Wind River , uC/ OS-II and uC/OS-III di Micrium e altri. Questi componenti, inoltre, sono compatibili a livello software con i SoC Cyclone V e Arria V a 28 nm e con quelli Arria 10 a 20 nm. Le soluzioni di Xilinx Xilinx ha sviluppato da tempo la famiglia Zynq-7000 dotata di processore dual core ARM Cortex A9 integrato (c’è anche una versione single core) con la logica program- mabile degli FPGA Artix-7 (fascia di prodotti cost-optimized) o Kintex-7 (fascia midrange) I Francesco Ferrari