June 19th, 2015

На DAC про FPGA

Продолжаю выкладывать фотографии и видео интервью с Design Automation Conference в Сан-Франциско.

Я участвую в конференциях DAC c 1996 года и замечаю, когда те или иные темы становятся модными. Текущая мода - повышенный интерес к тематике ПЛИС / FPGA. Причем эта тематика популярна в этом году не только на DAC, но и среди нетехнических СМИ - в связи с покупкой Интелом компании по разработке FPGA под названием Altera. За $16.7 миллиардов долларов!

Когда в марте по интернету пошли слухи о сделке Intel-Altera, многие журналисты просто не поняли, чем занимается компания, за которую Интел решил уплатить такие бешенные деньги. Один домыслил, что Альтера якобы "главный конкурент интела по процессорам" (при том, что альтеровские FPGA - это вообще не процессоры, хотя процессор может стоять рядом с reconfigurable gates), другой - что Альтера якобы "производитель телекоммуникационного оборудования" (никакого телекоммуникационного оборудования Альтера не производит), третий - что Альтера якобы "контрактный производитель микросхем" аки TSMC (при том, что у Альтеры вообще нет своих фабрик).

Что такое ПЛИС / FPGA я на пальцах объяснил в другом посте на Хабре - Как начать разрабатывать железо, используя ПЛИС — пошаговая инструкция. Но повторим эту информацию снова:

В самом простом варианте FPGA состоит из матрицы однородных ячеек, в функцию каждой из которых можно поменять с помощью мультиплексоров, подсоединенных к битам конфигурационной памяти. Одна ячейка может стать гейтом AND с четырьмя вводами и одним выводом, другая - однобитным регистром и т.д. Загружаем в конфигурационную память последовательность битов из памяти - и в FPGA образуется заданная электронная схема, которая может быть процессором, контроллером дисплея и т.д.

ПЛИС-ы / FPGA - не процессоры, "программируя" ПЛИС (заполняя конфигурационную память ПЛИС-а) вы создаете электронную схему (хардвер), в то время как при программировании процессора (фиксированного хардвера) вы подсовываете ему цепочку написанных в память последовательных инструкций программы (софтвер).

Внизу - схема простейшего блока FPGA, в который входит look-up table (LUT) и flip-flop. Правда в этой схеме не показаны мультиплексоры, которые меняют функцию ячейки, и соединения с конфигурационной памятью.



Диаграммы, иллюстрирующие структуру FPGA:



И еще одна:



В своих предыдущих постах про ПЛИС-ы (1, 2) я писал о студенческих FPGA платах за $80-$150-$300, а теперь посмотрим на производителей "взрослых" плат стоимостью от $5,000 до $50,000 и выше, с быстрыми и большими Xilinx Virtex-7 FPGA. Эти платы используются разработчиками ASIC-ов для прототипирования:

Компания из Германии proFPGA:



Компания из южной Калифорнии Dini Group:



Компания из северной Калифорнии S2C:






Но большие FPGA платы для меня не в новинку - еще в XX веке я участвовал в конференции FCCM (IEEE Symposium on Field-Programmable Custom Computing Machines) в Винной Стране (Wine Country), на которой треть народу были университетские исследователи, треть - проиводители больших FPGA плат и треть - товарищи из армии и ЦРУ, которые использовали эти платы для своих секретных нужд (расшифровывание, обработка сигналов и т.д. - см. http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=5734&filter%3DAND%28p_IS_Number%3A15334%29&pageNumber=3 )

А вот что было для меня в новинку в этом году - это большое количество новых компаний, которые продают в виде интеллектуальной собственности (semiconductor IP), дизайн блоков из ячеек FPGA, которые можно поместить на ASIC. Вот одна такая компания из Франции, Menta:



Вот еще одна, flexlogix из Silicon Valley:



И еще одна - французская ADICSYS, у основателя которой, Peer Schmitt, я взял видео-интервью, зачем все это нужно. Оказывается, одна из причин использования FPGA на ASIC-е - это чтобы (!) разработчик микросхемы мог утаить самую секретную часть схемы от фабрики (!) Типа 95% микросхемы несекретно, а засекреченная state machine прошивается уже после производства, когда тепленькая микросхема возвращается с Тайваня в Зеленоград:



Полный отчет с DAC - http://habrahabr.ru/post/260069/

Какими FPGA платами и FPGA вы интересуетесь?

Дешевыми студенческими платами с Xilinx
7(22.6%)
Дешевыми студенческими платами с Altera
5(16.1%)
Дорогими платами для прототипирования ASIC-ов
7(22.6%)
Меня интересуют FPGA как semiconductor IP на ASIC-е
6(19.4%)
Панчул! Сколько можно технических постов! Верни темы феминизма и украинизма!
6(19.4%)