Controllo e monitoraggio avanzati con gli FPGA MachXO5 di Lattice

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Maggiori risorse a livello di logica e di memorie, supporto per I/O a 3,3 V, funzionalità di protezione differenziate: queste le caratteristiche salienti di MachXO5, la quinta famiglia di FPGA di Lattice Semiconductor realizzata a partire dalla piattaforma Nexus di Lattice Semiconductor.

“Questa nuova FPGA – ha detto Peiju Chiang, product marketing manager di Lattice Semiconductor durante la presentazione alla stampa – è stata progettata per soddisfare l’esigenza di migliorare il controllo e il monitoraggio dei sistemi in settori quali elaborazione server, comunicazioni, industriale e automotive”.

Un mix ottimale di caratteristiche avanzate

La nuova linea MachXO5-NX mette a disposizione maggiori risorse sia logiche sia di memoria: il numero di porte logiche è pari a 25k, mentre la capacità della memoria embedded, pari a 1,9 Mb, permette di ridurre gli ingombri di progetto minimizzando il ricorso a una memoria esterna. Sono altresì disponibili fino a 9,2 Mb di memoria flash dedicata per archiviare parametri e dati di natura “mission critical”. La memoria flash integrata permette di realizzare una soluzione su chip singolo con funzionamento “instant on” ( 15 ms) e in grado di supportare aggiornamenti sul campo affidabili . La presenza di blocchi DSP e ADC consente di implementare funzionalità di controllo e di elaborazione avanzate.

Un’altra caratteristica degna di nota è rappresentata dagli I/O a 3,3 V, in grado di sopperire alla carenza di interfacce di questo tipo delle moderne Cpu (e SoC) che sono necessarie per comunicare con molti altri dispositivi di un sistema (come Led, sensori e così via). MachXO5-NX prevede fino a 300 I/O di tipo general purpose, l’80% dei quali supporta il segnalamento a 3,3 V.

Una particolare enfasi è stata posta sulla protezione che prevede la cifratura del bitstream (AES256) e l’autenticazione (ECC256).

I bassi consumi e l’affidabilità sono altri due punti di forza di questi nuovi FPGA. Grazie all’utilizzo della piattaforma Nexus di lattice, questi nuovi FPGA sono caratterizzati da una dissipazione di potenza statica inferiore del 70% rispetto ad analoghi prodotti presenti sul mercato, con tutti i vantaggi che ciò comporta: semplificazione della gestione termica, riduzione dei costi di gestione complessivi del sistema e aumento della durata delle batterie.

Grazie al processo di produzione FD-SOI è possibile ottenere un SER (Soft Error Rate) inferiore di un fattore pari a 100, un fattore che contribuisce ad aumentar l’affidabilità del sistema, particolarmente importante nelle applicazioni “safety-critical”.

Disponibili in package BGA 256 e BGA 400, questi nuovi FPGA sono supportati dalla più recente release (3.1.1) del software di progettazione Radiant. Ulteriori informazioni sono disponibili ai seguenti indirizzi:

Lattice Nexus Platform (latticesemi.com), Lattice Radiant (latticesemi.com)

Solution Stack per applicazioni ORAN

Contemporaneamente al lancio dei nuovi FPGA, Lattice Semiconductor ha ampliato il proprio portafoglio di solution stack (soluzioni chiavi in mano complete basate su FPGA per applicazioni specifiche) con l’introduzione di una  piattaforma per applicazioni ORAN (Open Radio Access Network). In base a una recente ricerca di Kennet Research, il mercato globale della tecnologia ORAN raggiungerà quota 22 miliardi di dollari entro il 2028, con un tasso di aumento dell’85% nel periodo compreso tra il 20220 e il 2028, grazie alla sempre più rapida adozione del 5G. Per tenere il passo con questo aumento, l’industria della comunicazione sta guardando con sempre maggiore attenzione alle caratteristiche di disaggregazione e di apertura tipiche di ORAN come fattori chiave per aumentare la flessibilità e ridurre i costi. Un ambiente aperto come quello di ORAN richiede una comunicazione protetta e sicura, una precisa sincronizzazione tra molteplici componenti e un elevato grado di efficienza grazie a un’accelerazione hardware a basso consumo.

“Grazie alle caratteristiche di protezione integrate – ha detto Mamta Gupta, director of portfoglio management di Lattice Semiconductor durante un incontro con la stampa – il nuovo solution stack ORAN si propone come una soluzione completa e “chiavi in mano” per tutti i clienti 5G che vogliono proteggere i dati, accelerare le funzioni di rete e ottenere una sincronizzazione precisa”.

Questo nuovo solution stack implementa il concetto di “Zero Trust Security” (basato cioè sul concetto che le reti altrui siano fondamentalmente ostili) e prevede l’autenticazione con funzioni di crittazione e decrittazione in tempo reale. I tool software Propel e Radiant integrati consentono di personalizzare e implementare funzionalità di protezione nelle applicazioni ORAN.

Per quanto concerne la sincronizzazione, lo stack supporta il protocollo IEEE 1588 che permette di soddisfare gli stringenti requisiti di temporizzazione e sincronizzazione tra RU (Radio Unit) e DU (Distribution Unit) per supportare i protocolli NR (New Radio) ,compresa l’interfaccia eCPRI (enhanced Common Public Radio Interface).

Filippo Fossati

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