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NX再次革新通用FPGA_长安欧诺发动机

发布时间:2021-08-18    信息来源:webegoo.com.cn    作者:儒安机械

林利集团(The Linley Group)高级分析师Aakash Jani撰写

24k88的注册送38-龙成国际注册送38元-注册送38金游戏平台莱迪思半导体推出的第四款基于Nexus平台的产品——CertusPro-NX为现有FPGA市场带来了重大革新。该系列FPGA采用28 nm FD-SOI工艺制造,拥有低功耗和小尺寸优势,主要针对低密度器件市场。与之前发布的Certus-NX相比,新产品的逻辑单元从17 K提升到了96 K。2020年,通用FPGA市场更加多元化,市场规模增长约为10%;CertusPro-NX可用于实现各种功能,应用领域包括5G蜂窝网、人工智能和物联网。这些市场不断发生着变化,而FPGA则能提供ASIC不具备的强大灵活性。

新产品系列有两种型号,CPNX-50K有52K逻辑单元;CPNX-100K有96K逻辑单元,也是首发工程样片。如图1所示,后一种型号有一个支持LPDDR4 DRAM的可编程I/O(同类FPGA中尚属首次)。莱迪思还将内部存储器容量拓展了3倍,让CertusPro-NX在进行存储密集运算时降低功耗。

图1:CertusPro-NX框图。全新FPGA包含7.3 Mb的片上存储器、156个18x18乘法器的DSP模块、可编程逻辑以及8个灵活的10Gbps SERDES通道(可配置连接DisplayPort或CoaXPress)。

在设计CertusPro-NX系列产品时,莱迪思采用了28 nmFD-SOI工艺。尽管之前人们对这个选择存在质疑,但莱迪思完美达成了功耗和软错误率方面的标准,这对公司赢得客户的多个应用设计来说至关重要。除了可编程逻辑之外,CertusPro-NX还拥有硬核模块,也可以降低功耗。它还包括一个10G以太网端口和一个四通道PCIe Gen3控制器。莱迪思还尤其关注位流配置模块,因而其器件的启动速度非常之快,可在不到 30 毫秒内完成配置。

24k88的注册送38-龙成国际注册送38元-注册送38金游戏平台CertusPro-NX相比于前代产品提升巨大,能够让客户在他们基于FPGA的设计中实现高级功能。莱迪思将新产品的逻辑单元数量翻倍,拓展了片上存储器容量,升级了PCIe控制器以及可编程I/O接口。与英特尔的Cyclone V GT系列和赛灵思的ArTIx-7系列相比,新产品的性能达到了行业最佳。

机器视觉和网络边缘AI

除了拓展CertusPro-NX的可编程逻辑架构外,莱迪思还强化了该平台的AI功能。新器件使用了7.3 Mb的内部存储器,客户可以加载轻量化的神经网络来识别物体、监听关键词或检测异常行为。然而硬件只是设计的一方面。莱迪思的sensAI软件集合能与Caffe、TensorFlow、TensorFlow Lite和Keras等框架配合使用,且拥有莱迪思AI编译器的支持。这一经过验证的解决方案集合为众多莱迪思客户提供了功耗和资源效率充分优化的人工智能应用。该软件平台与公司的多款FPGA兼容(CertusPro-NX的兼容性计划于今年晚些时候推出)。

24k88的注册送38-龙成国际注册送38元-注册送38金游戏平台网络边缘的机器视觉应用不仅要求使用硬件来实现神经网络,还需要传感器兼容、传感器聚合和图像预处理等功能。在这方面,莱迪思通过可编程I/O和SERDES模块来为CertusPro-NX的客户提供足够的灵活性。例如,许多高清图像传感器都采用SLVS-EC接口,这是许多网络边缘AI加速器所缺少的。

24k88的注册送38-龙成国际注册送38元-注册送38金游戏平台可编程SERDES还支持各种将数据从网络边缘传输到系统内部的标准,包括CoaXPress和10G Ethernet。

CertusPro-NX 的片上存储器大小远超竞品。由于DRAM操作会增加功耗并降低吞吐量,所以如果所有权重都存储在芯片上,神经网络就能以最佳状态运行,且能够最大限度地减少DRAM访问。因此,客户希望拥有更大的片上存储器。莱迪思全新FPGA可以存储多达100万个8位权重——几乎是Cyclone V GT或ArTIx-7的两倍。由于芯片内部可以存储更多的权重,CertusPro-NX可以在不访问DRAM的情况下运行更大的AI模型,从而降低功耗。

当莱迪思FPGA确实需要访问DRAM时会使用可编程I/O模块,它支持LPDDR4和速度达1066 Mbps的DDR3存储器。CertusPro-NX是同类产品中首个支持LPDDR4的产品——比仅提供DDR3及更低标准的竞品领先一代。然而,平均而言,这种较新的技术会增加芯片和系统的功耗。但由于CertusPro-NX有着更大的片上存储器和优化的存储器控制器,它可以通过使用片上和外部存储器,降低能耗和存储器访问时间来达到新的能效高度。长期的可用性也是包括嵌入式视觉在内的许多市场关注的问题,LPDDR4则解除了这种担忧。

构建智能家居甚至是智慧城市的一个关键因素是可见性。大多数终端用户更倾向于不显眼的物联网传感器设计,而小尺寸的微处理器是此类设计的核心。CertusPro-NX的面积仅为81 mm2,在支持SERDES的同类产品中拥有最小的封装,比Cyclone V GT小33%,比ArTIx-7小84%。小尺寸FPGA进一步增加了设计的可用空间,让OEM厂商得以增加更多功能或缩小设计尺寸。

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