FPGA新产品：带RISC-V硬核的FPGA系统级芯片来临
（文/程文智）不久前，microchip发布新闻稿介绍了其新的中等带宽现场可编程门阵列（fpga）和fpga系统级芯片（soc）器件。据其新闻稿介绍，新的fpga和soc产品将静态功耗降低了一半，与同类器件相比，具有最小的发热区域，但却并没有损失性能和计算能力。该新产品就是低密度polarfire fpga(mpf050t)和polarfire soc（mpfs025t）。
图：polarfire系列fpga具体参数（来源：microchip官网）
具体参数 下面我们来看看这两个新的fpga产品的具体参数。microchip的官网有这两款新品的具体参数，比如具有2mb的二级缓存、支持低功耗ddr4(lpddr4)内存、最高支持12.5gbps的serdes，以及支持pcie接口等等。
此外，新的polarfire系列fpga具有更高效的dsp模块；主要用于4k/2k的图像处理，支持mipi的csi-2协议；支持图像传感器的接口，比如slvs-ec；静态功耗做了很大的优化，官方宣称功耗只有竞争对手的十分之一，serdes功耗也有很大改善；具有比较小的封装尺寸，以及完善的risc-v生态系统。
其中polarfire fpga soc还具有硬化的应用级risc-v架构处理器，且支持五核linux的处理器子系统，为市场带来了一款创新的免版税、中端嵌入式计算平台。
图：polarfire fpga soc的功能模块框图（来源：microchip的数据手册）
risc-v cpu微架构实现是一个简单的五级单发射顺序流水线，不受常用无序机器中存在的meltdown和spectre漏洞利用影响。所有的五个cpu内核都与存储器子系统一致，支持在单个多核cpu集群中提供确定性实时系统和linux的多功能组合。
microchip的fpga产品线及特点 其实microchip的fpga产品线主要来源于2018年收购的microsemi。microsemi的产品囊括高性能耐辐射模拟混合信号集成电路、fpga、soc及asic、电源管理产品、设置全球时间标准的时序/同步器件及精确时间解决方案、语音处理器件、射频解决方案、分立元件、企业存储和通信解决方案、安全技术和可扩展防篡改产品、以太网解决方案、以太网供电ic及中间跨接方案，以及其他定制设计能力及服务。其中fpga是其最为重要的产品线。
如今microchip的fpga产品线主要有三个，即超低密度的fpga、低功耗中密度fpga、及高密度fpga。
图：目前microchip的产品线概况（来源：microchip）
据悉，microchip的fpga产品主要有四大特色，一是功耗低，官方介绍说，比竞争对手低50%左右；二是久经验证的安全性，因为其产品内置了很多安全和加密的引擎；三是seu免疫的fpga配置，seu指的是单粒子翻转（single-event upsets，seu），具体来说就是元器件受辐射影响后，引起电位状态的跳变，“0”变成“1”，或者“1”变成“0”，但一般不会造成器件的物理性损伤；四是瞬时及非易失性，上电就马上能工作，不需要配置过程。
应用场景 一般来说，需要高速信号处理，比如雷达信号、图像信号采集、通信信号等实时性要求比较高，需要并行和流水线处理的场合，会需要用fpga来实现。因为microchip具有更低的功耗，因此可以用在低功耗智能嵌入式视觉应用和热量受限的汽车、工业自动化、通信、国防和物联网系统中。
关于供货 据介绍，开发者可以借助microchip的libero软件工具进行新产品开发，该工具已经支持最新的polarfire fpga和fpga soc产品，不过新的fpga产品的批量出货时间到等到2022年第一季度。
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图：polarfire系列fpga具体参数（来源：microchip官网）
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图：polarfire fpga soc的功能模块框图（来源：microchip的数据手册）
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图：目前microchip的产品线概况（来源：microchip）
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