Renesas Electronics Corp. entrou na matriz de portas programáveis em campo (FPGA) mercado com a introdução de dispositivos de baixo custo e ultra-baixo consumo de energia. A família ForgeFPGA terá como alvo o consumidor de alto volume e aplicativos de IoT que precisam apenas de pequenas quantidades de lógica programável nesses aplicativos de custo reduzido.
Os dispositivos ForgeFPGA atendem a aplicativos que requerem menos de 5,000 portas de lógica, com tamanhos de dispositivos iniciais de 1K e 2K Look Up Tables (LUTs). A Renesas espera que os primeiros dispositivos forneçam energia em espera de menos de 20 microampères, o que é cerca de metade da energia dos dispositivos concorrentes, de acordo com a empresa.
Entrar no mercado de FPGA se encaixa na estratégia de produto da Renesas de duas maneiras, disse Nathan John, diretor sênior da Divisão de Sinais Mistos da Renesas. “Primeiro, a nova linha de produtos FPGA pode servir como um caminho de atualização para clientes existentes que estão usando os dispositivos GreenPAK programáveis [adquiridos através da compra da Dialog Semicondutores], e precisa oferecer suporte a problemas de design que exigem níveis maiores de complexidade da lógica digital. ”
Essas partes também podem ser muito úteis para os clientes como extensões lógicas para a vasta gama de MCUs da Renesas, ele acrescentou. “Mesmo com o amplo portfólio de dispositivos MCU que a Renesas fornece, às vezes ainda é o caso em que o cliente pode encontrar um dispositivo com um conjunto de recursos de hardware que está perto de corresponder às necessidades de seu aplicativo, mas faltando elementos-chave. Ter uma solução pequena e de baixo custo para preencher as funções que faltam pode ampliar o apelo do portfólio geral de produtos da Renesas. ”
Espera-se que os dispositivos ForgeFPGA ofereçam economias de custo significativas em comparação com outras alternativas, incluindo designs não-FPGA, com um preço de volume projetado bem abaixo de US $ 0.50.
“Há uma classe de problemas de aplicação em que o paralelismo inerente que os FPGAs podem fornecer resultará em uma solução ideal”, disse John. “Uma das maneiras pelas quais um engenheiro pode atacar esse problema é usar um MCU, que - se estiver funcionando rápido o suficiente - pode, em muitos casos, fornecer o mesmo nível de funcionalidade, mas geralmente com uma penalidade de consumo de energia significativamente maior.”
Outra alternativa “para o mesmo problema é comprar peças que fornecem funções fixas pré-construídas, como um dispositivo de interface de protocolo, que - se puder atender aos requisitos do sistema - pode ser uma boa solução, mas o dispositivo pode não ter a flexibilidade para atender todas as necessidades do sistema ”, acrescentou.
Além da economia de custos e do alto nível de integração, espera-se que os dispositivos ForgeFPGA abram novos aplicativos para FPGAs que antes não podiam ser projetados devido a restrições de custo.
John citou alguns exemplos de aplicação que se beneficiariam com o uso de um pequeno FPGA, inclusive para conversão de protocolo de sinal. “Talvez seja algo tão simples quanto a saída de um sensor é uma interface serial padronizada e o processador no sistema suporta uma interface serial diferente, daí a necessidade de conversão de protocolo ”, disse ele.
O FPGA também pode ser usado para agregar os sinais vindos de vários sensores e transformá-los em um fluxo de dados indo para o processador, disse ele. “Um dos desafios no design de sistema de que isso fala é que os fabricantes de MCU e SoC estão sempre tentando fornecer as interfaces exatas e corretas em seus dispositivos para oferecer suporte à gama de aplicações, mas é impossível atingir esse objetivo em todos os casos.”
Renesas referiu-se a um analista do setor que disse que os FGPAs de baixo custo atrairão muitas empresas que precisam apenas de um pouco de lógica programável. “É emocionante ver uma empresa estabelecida Semicondutor fornecedor como Renesas enfrentando uma parte há muito ignorada do mercado de FPGAs: FPGAs pequenos e de baixo custo que bebem microwatts em modo de espera ”, disse Steve Leibson, analista principal da Tirias Research.
“Tendo conquistado o fabricante de dispositivos programáveis Silego com a aquisição da Dialog no início deste ano, Renesas parece determinado a repetir o sucesso anterior da Silego com sua linha GreenPAK ultrabaixo de dispositivos programáveis de sinais mistos e ferramentas de design super simples, desta vez em uma linha FPGA de baixo custo que atrairá muitas empresas que precisam apenas de um pouco de lógica programável - cerca de mil portas - para realizar o trabalho em uma miríade de produtos, incluindo bilhões de sensores incorporados e dispositivos IoT ”, disse Leibson.
A família ForgeFPGA foi desenvolvida pelo mesmo grupo que introduziu os dispositivos programáveis de sinais mistos GreenPAK na Silego Equipar, que agora faz parte da Renesas graças à aquisição da Dialog Semiconductor. Assim como a linha GreenPAK, os FPGAs utilizarão o mesmo modelo de negócios e infraestrutura, permitindo aos usuários baixar o software de desenvolvimento gratuitamente, sem taxas de licença.
O software oferece dois modos de desenvolvimento, visando desenvolvedores FPGA novos e experientes. O “modo macrocélula” usa um fluxo de desenvolvimento baseado em captura esquemática e um “modo HDL” fornece um ambiente Verilog familiar para desenvolvedores experientes.
Amostras de engenharia do ForgeFPGA já estão disponíveis, junto com o software de design beta e um kit de desenvolvimento de protótipo. Espera-se que o primeiro dispositivo ForgeFPGA 1K LUT esteja disponível em quantidades de produção no segundo trimestre de 2022. A Renesas também está desenvolvendo várias combinações vencedoras que apresentarão os dispositivos ForgeFPGA de MCU complementar, dispositivos analógicos, de alimentação e de temporização.
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