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  [组图]四大创新助赛灵思16nm产品再创新高           ★★★ 【字体:
四大创新助赛灵思16nm产品再创新高
作者:61ic    新闻来源:61ic    点击数:    更新时间:2015-3-18    

2015年的春节,赛灵思公司为业界送上一份新春大礼,隆重推出其16nm FPGA产品。该系列产品包括16nm UltraScale+™ 系列FPGA、3D IC和MPSoC(多处理SoC)。凭借互联优化、16 FinFET+ 3D晶体管、集成存储器和多处理技术这四大创新,赛灵思16nm FPGA系列产品系统级性能功耗比相比28nm器件提升2到5倍,在性能和功耗表现上再次达到了新的标准。在LTE Advanced、早期5G无线、Tb级有线通信、汽车驾驶员辅助系统,以及工业物联网(IoT)应用等领域,该产品将发挥其巨大能量。

  


图1:赛灵思公司全球高级副总裁、亚太区执行总裁汤立人先生在演讲中。

新的赛灵思UltraScale+ FPGA 系列包括Kintex® UltraScale+ FPGA和Virtex® UltraScale+ FPGA以及3D IC系列,而Zynq® UltraScale+系列则包含业界首款全可编程MPSoC。

赛灵思公司全球高级副总裁、亚太区执行总裁汤立人先生在演讲中指出,针对包处理与传输、无线通信、高清视频与音频、云数据中心和工业物联网等应用,16nm的产品必须解决以下问题:性能与功耗的可扩展性,这尤其是国内通信市场非常看重的问题;系统集成与智能化,国内外的高清市场对视频处理分析能力不断提高;安全性与可靠性,在欧洲的工业应用中,机器的互联通信对保密性要求很高。

 


图2:赛灵思16nm系列产品

16 FinFET+ 3D晶体管技术

FinFET (Fin Field-Effect Transistor;FinFET鳍式场效晶体管)是一种新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管。它源自于传统标准的晶体管—场效晶体管 (Field-Effect Transistor;FET)的一项创新设计。传统晶体管结构属于平面的架构,控制电流通过的闸门,只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开。FinFET的架构类似鱼鳍的叉状3D架构,可于电路的两侧控制电路的接通与断开。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流(leakage),也可以大幅缩短晶体管的闸长,相比平面晶体管可实现性能功耗比的非线性提升。而16 FinFET+相比16 FinFET性能又提升15%,是赛灵思与台积电公司合作推出的一项新的生产技术。仅此一项就可将16nm产品的性能功耗比相比28nm提升2倍。

赛灵思将16 FinFET+技术与原有第三代3D封装技术相结合,产生了3D-on-3D的新架构,从两个角度累加了性能功耗比的非线性增长。

UltraRAM集成存储器技术

UltraRAM是赛灵思与台积电共同开发的一项存储器技术,它将RAM集成到FPGA当中,解决了影响FPGA和SoC系统性能和功耗的最大瓶颈之一。利用这项新技术能创建用于多种不同应用场景的片上存储器,包括深度数据包和视频缓冲,实现可预见的时延和性能。设计人员通过紧密集成大量嵌入式存储器与相关处理引擎,不仅能实现更高的系统性能功耗比,并可降低材料清单(BOM)成本。UltraRAM提供多种配置,容量最大可扩展至432 Mb。

SmartConnect智能互联技术

SmartConnect是赛灵思自己开发的一个互联优化软件,它是一种新的创新型FPGA互联优化技术,通过智能系统级互联优化,可额外提供20%到30%的性能、面积和功耗优势。而UltraScale架构通过重新架构布线、时钟和逻辑结构能够解决芯片级的互联瓶颈,SmartConnect则通过应用互联拓扑优化满足特定设计的吞吐量和时延要求,同时缩小互联逻辑面积。

异构多处理技术

全新的Zynq UltraScale MPSoC除了囊括了上述所有FPGA创新技术之外,还具有异构的多处理架构。其核心是64位四核ARM® Cortex®-A53处理器,能实现硬件虚拟化和非对称处理,并全面支持ARM® TrustZone®。

此外还集成了支持确定性操作(deterministic operation)的双核ARM Cortex®-R5实时处理器,从而可确保实时响应、高吞吐量和低时延,实现最高级别的安全性和可靠性。单独的安全单元可实现军事级的安全解决方案,诸如安全启动、密钥与库管理和防破坏功能等,这些都是设备间通信以及工业物联网应用的标准需求。

为实现完整的图形加速和视频压缩/解压缩功能,器件还集成了ARM® Mali™-400MP专用图形处理器和H.265视频编解码器单元,同时还支持Displayport、MIPI和HDMI。最后,该新器件还添加了专用平台和电源管理单元(PMU),其可支持系统监控、系统管理以及每个处理引擎的动态电源门控。

这样的多处理架构实现了前所未有的异构多处理能力,从而能够实现“为合适任务提供合适引擎”。Zynq UltraScale MPSoC器件相对此前解决方案可将系统级性能功耗比提升约5倍。MPSoC上各处理模块可根据具体应用需求而取舍,从而形成不同的产品型号。

除了上述四大创新技术外,赛灵思在软件支持方面也通过VIVADO和SDx、UltraFast等工具为新一代的器件提供的强大支持。SDx是一个软件定义的设计环境,包括SDSoC、SDNet、SDAccel等,为设计者提供了一个具有CPU体验的设计空间,扩大了用户群。而UltraFast则是针对设计流程优化的设计方法论。

据介绍,16nm产品首个流片和设计工具的早期试用版本预计将于2015年第二季度推出。 首款发货预计在2015年第四季度。

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