Renesas Electronics Corp. è entrata nell'array di porte programmabili sul campo (FPGA) mercato con l'introduzione di dispositivi a basso costo e a bassissima potenza. La famiglia ForgeFPGA si rivolgerà ad applicazioni consumer e IoT ad alto volume che richiedono solo piccole quantità di logica programmabile in queste applicazioni sensibili ai costi.
I dispositivi ForgeFPGA si rivolgono ad applicazioni che richiedono meno di 5,000 porte logiche, con dimensioni iniziali del dispositivo di 1K e 2K Look Up Tables (LUT). Renesas si aspetta che i primi dispositivi forniscano una potenza in standby inferiore a 20 microampere, che è circa la metà della potenza dei dispositivi concorrenti, secondo l'azienda.
L'ingresso nel mercato degli FPGA si adatta alla strategia di prodotto di Renesas in un paio di modi, ha affermato Nathan John, senior director, Mixed-Signal Division di Renesas. “Uno, la nuova linea di prodotti FPGA può servire come percorso di aggiornamento per i clienti esistenti che utilizzano i dispositivi programmabili GreenPAK [acquisiti tramite l'acquisto di Dialog Semiconduttore], e devono supportare problemi di progettazione che richiedono maggiori livelli di complessità della logica digitale.”
Queste parti possono anche essere molto utili per i clienti come estensioni logiche della vasta gamma di MCU Renesas, ha aggiunto. “Anche con l'ampio portafoglio di dispositivi MCU forniti da Renesas, a volte capita ancora che il cliente possa trovare un dispositivo con un insieme di funzionalità hardware vicino alle esigenze della sua applicazione, ma privo di elementi chiave. Avere una soluzione piccola ea basso costo per riempire le funzioni mancanti può ampliare l'appeal dell'intero portafoglio di prodotti Renesas”.
Si prevede che i dispositivi ForgeFPGA forniranno significativi risparmi sui costi rispetto ad altre alternative, compresi i progetti non FPGA, con un prezzo di volume previsto di ben al di sotto di $ 0.50.
"Esiste una classe di problemi applicativi in cui il parallelismo intrinseco che gli FPGA possono fornire fornirà una soluzione ottimale", ha affermato John. "Uno dei modi in cui un ingegnere può affrontare questo problema è utilizzare un MCU, che, se funziona abbastanza velocemente, può in molti casi fornire lo stesso livello di funzionalità, ma di solito con una penalizzazione di un consumo energetico significativamente maggiore".
Un'altra alternativa “allo stesso problema è acquistare parti che forniscano funzioni fisse precostituite, come un dispositivo di interfaccia di protocollo, che – se può soddisfare i requisiti di sistema – può essere una buona soluzione, ma il dispositivo potrebbe non avere la flessibilità per soddisfare tutte le esigenze del sistema", ha aggiunto.
Oltre ai risparmi sui costi e all'alto livello di integrazione, i dispositivi ForgeFPGA dovrebbero aprire nuove applicazioni per gli FPGA che in precedenza non potevano progettarli a causa di vincoli di costo.
John ha citato alcuni esempi di applicazioni che trarrebbero vantaggio dall'uso di un piccolo FPGA, anche per la conversione del protocollo di segnale. “Forse è qualcosa di semplice come l'output di a sensore è un'interfaccia seriale standardizzata e il processore nel sistema supporta un'interfaccia seriale diversa, da qui la necessità di conversione del protocollo", ha affermato.
L'FPGA potrebbe anche essere utilizzato per aggregare i segnali provenienti da più sensori e trasformarli in un flusso di dati che va nel processore, ha affermato. "Una delle sfide nella progettazione del sistema di cui parla questo è che i produttori di MCU e SoC cercano sempre di fornire le interfacce giuste esatte sui loro dispositivi per supportare la gamma di applicazioni, ma è impossibile raggiungere questo obiettivo in tutti i casi".
Renesas ha fatto riferimento a un analista del settore che ha affermato che gli FGPA di fascia bassa piaceranno a molte aziende che necessitano solo di un po' di logica programmabile. “È emozionante vedere una realtà consolidata semiconduttore venditore come Renesas affrontando una parte a lungo ignorata del mercato FPGA: FPGA piccoli e a basso costo che sorseggiano microwatt in modalità standby", ha affermato Steve Leibson, analista principale, Tirias Research.
"Avendo acquisito il produttore di dispositivi programmabili Silego con l'acquisizione di Dialog all'inizio di quest'anno, Renesas sembra determinato a ripetere il precedente successo di Silego con la sua linea GreenPAK di fascia ultra bassa di dispositivi programmabili a segnale misto e strumenti di progettazione estremamente semplici, questa volta in una linea FPGA di fascia bassa che piacerà a molte aziende che hanno solo bisogno di un po' di logica programmabile – un migliaio di porte o giù di lì – per portare a termine il lavoro in una miriade di prodotti, inclusi miliardi di sensori incorporati e dispositivi IoT”, ha affermato Leibson.
La famiglia ForgeFPGA è stata sviluppata dallo stesso gruppo che ha presentato al Silego i dispositivi programmabili a segnale misto GreenPAK Tecnologia, che ora fa parte di Renesas grazie all'acquisizione di Dialog Semiconductor. Come la linea GreenPAK, gli FPGA utilizzeranno lo stesso modello di business e la stessa infrastruttura, consentendo agli utenti di scaricare il software di sviluppo gratuitamente senza costi di licenza.
Il software offre due modalità di sviluppo, rivolte a sviluppatori FPGA nuovi ed esperti. La "modalità macrocella" utilizza un flusso di sviluppo basato sull'acquisizione schematica e una "modalità HDL" fornisce un ambiente Verilog familiare per sviluppatori esperti.
I campioni ingegneristici di ForgeFPGA sono ora disponibili, insieme al software di progettazione beta e a un kit di sviluppo del prototipo. Il primo dispositivo ForgeFPGA 1K LUT dovrebbe essere disponibile in quantità di produzione nel secondo trimestre del 2022. Renesas sta inoltre sviluppando diverse combinazioni vincenti che presenteranno i dispositivi ForgeFPGA con MCU complementari, dispositivi analogici, di potenza e di temporizzazione.
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