隨著物聯網智能化的提升和不斷迭代,FPGA將發揮更多的數據預處理、橋接、I/O擴展等作用。
電子企業的成長一般都會呈現“S型”曲線,與產業的走勢休戚與共。要與之對抗,需應對技術和商業模式的雙重挑戰。英特爾PSG(可編程解決方案事業部)產品營銷與策劃副總裁Alex Grbic認為,未來萬物皆互聯的時代,技術層面要解決互操作性,滿足相關標準協議,或某應用層面的協議,以及如何在大量數據的收集和處理的同時提升性能和降低功耗。商業層面涉及系統的靈活性和可擴展性,此外價格是重要考量。因而,對于IC的革新至關重要。
01FPGA適應智能化和I/O擴展需求
在物聯網的方案中,MCU扮演核“芯”角色。但隨著應用的更新迭代,MCU+的趨勢也愈來愈明顯,特別是MCU+FPGA應用廣泛,以滿足性能、可擴展以及集成的要求。
Alex Grbic舉例說,以汽車業為例,隨著智能化的提升,汽車傳感器會越來越多。此外在顯示方面,不僅LCD顯示屏的數量會翻番,而且分辨率要求也越來越高,需要芯片進行更高速的處理、支持更高的帶寬。在工業和嵌入式視覺領域,也需要不斷滿足智能、視頻圖像和傳感器等的升級需求,處理更多的數據,支持更高的I/O帶寬。
這時“單打獨斗”的MCU或難以“招架”,需要協處理器來做一些數據預處理,或I/O擴展。相較而言,低端FPGA因其配置和可編程,不失為協處理器最佳選擇。
“比如在視頻監控中,FPGA可作為視頻信息預處理后,再交付給MCU運算。或者在汽車智能應用中用于后視攝像頭和傳感器融合,進行多傳感器數據的高速處理,再傳給MCU進一步處理。針對把成本和功耗作為設計決策關鍵要素的應用,則可做芯片之間的橋接、I/O擴展等。此外,在某些應用場景中,FPGA亦可單獨做主芯片。”Alex Grbic表示。
雖然低端FPGA作用顯著,但對其也提出了支持高速收發器和硬浮點運算的新要求,需要與時俱進。英特爾PSG最新發布的低端Cyclone 10 FPGA可謂有備而來。
02新FPGA的“和而不同”
雖然FPGA玩家屈指可數,但低端FPGA基本是個個涉足,競爭激烈。但Cyclone 10 FPGA與其他低端FPGA不同的是,其GX型號是業界首款集成10G收發器和硬浮點數字信號處理(DSP)的低功耗FPGA,處理速度高達134 GLOP,性能相對前一代Cyclone V有兩倍的提升至1.4G,但功耗卻與其相當。而LP型號則更強調的是低功耗和低成本,功耗僅為前一代的60%。
因而,在高I/O效能及對速度有關鍵性需求的應用,包括汽車、工業和嵌入式視覺領域,GX完全勝任;這些應用涉及的芯片之間的橋接、I/O擴展等,LP亦可發揮作用。
對于成本和功耗的雙重優化,Alex Grbic英特爾PSG的訣竅在于:一是采用臺積電成熟的20納米工藝;二是架構的創新和軟件工具的優化,如針對FPGA的應用場景會定制或者篩選匹配的軟件工具。架構創新。三是測試和封裝的一些流程的優化。
值得注意的是,Cyclone 10 FPGA集成了可定制的軟核(Nios II處理器),實現可編程和可配置,但是不支持ARM,是否英特爾的FPGA策略會有所改變?Alex Grbic回應說,英特爾現有的Cyclone V和中端Arria 10和Arria V均支持ARM,上一代的Cyclone V可平移到Arria 10和Arria V。未來的產品規劃也都會將集成ARM的SoC納入其中,這不會改變。
03成英特爾IoT大戰略重要一環
值得注意的是,英特爾PSG開發的 Cyclone 10,鎖定汽車、工業、嵌入式視覺等應用,與英特爾物聯網部門的戰略相當一致。
近些年英特爾在全力開發更開放、安全及可擴充的IoT解決方案,構建IoT生態圈。將Altera納入囊中后,FPGA也成為其大生態良性循環的重要棋點。
Alex Grbic也著重指出,Cyclone 10與英特爾IoT的戰略相符。英特爾的FPGA可涵蓋從萬物到云端的所有領域。Cyclone 10主要應用場景集中在萬物和管道端,其中價值在于進行智能化數據處理,或預處理完再上到云端,減輕云端負荷。針對更高端的云端應用,則可采用英特爾中端和高端的FPGA。
如今,中高端FPGA在云端+CPU或+GPU之勢正興,英特爾推低端Cyclone 10,或意圖進一步加強在萬物和網絡端的實力。而有著英特爾的大生態規劃及先進的工藝節點“護航”。Cyclone 10的市場表現亦值得期待。