Renesas Electronics Corp. ได้เข้าสู่อาร์เรย์เกทที่สามารถตั้งโปรแกรมฟิลด์ได้ (FPGA) ทำการตลาดด้วยการเปิดตัวอุปกรณ์ราคาถูกและใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ ตระกูล ForgeFPGA จะกำหนดเป้าหมายผู้บริโภคจำนวนมากและแอปพลิเคชัน IoT ที่ต้องการตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้เพียงเล็กน้อยในแอปพลิเคชันที่คำนึงถึงต้นทุนเหล่านี้
อุปกรณ์ ForgeFPGA จัดการกับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้ลอจิกน้อยกว่า 5,000 เกท โดยมีขนาดอุปกรณ์เริ่มต้นที่ 1K และ 2K Look Up Tables (LUT) Renesas คาดว่าอุปกรณ์เครื่องแรกจะส่งมอบพลังงานสแตนด์บายที่น้อยกว่า 20 ไมโครแอมป์ ซึ่งคิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของพลังของอุปกรณ์คู่แข่ง ตามข้อมูลของบริษัท
นาธาน จอห์น ผู้อำนวยการอาวุโส แผนกสัญญาณผสมของเรเนซัสกล่าวว่าการเข้าสู่ตลาด FPGA นั้นเหมาะกับกลยุทธ์ผลิตภัณฑ์ของเรเนซัสในสองสามวิธี “หนึ่ง กลุ่มผลิตภัณฑ์ FPGA ใหม่สามารถใช้เป็นเส้นทางการอัพเกรดสำหรับลูกค้าปัจจุบันที่ใช้อุปกรณ์ GreenPAK ที่ตั้งโปรแกรมได้ [ได้มาจากการซื้อ Dialog สารกึ่งตัวนำ] และจำเป็นต้องสนับสนุนปัญหาการออกแบบที่ต้องการความซับซ้อนของตรรกะดิจิทัลในระดับที่มากขึ้น”
นอกจากนี้ ชิ้นส่วนเหล่านี้ยังมีประโยชน์ต่อลูกค้าอย่างมาก เนื่องจากเป็นส่วนเสริมตรรกะของ Renesas MCU ที่มีให้เลือกมากมาย “ถึงแม้จะมีอุปกรณ์ MCU มากมายที่ Renesas มีให้ แต่บางครั้งลูกค้าก็สามารถค้นหาอุปกรณ์ที่มีชุดคุณสมบัติฮาร์ดแวร์ที่ใกล้เคียงกับความต้องการของแอปพลิเคชันของตน แต่องค์ประกอบหลักขาดหายไป การมีโซลูชันขนาดเล็กและต้นทุนต่ำเพื่อเติมเต็มฟังก์ชันที่ขาดหายไป สามารถขยายความน่าสนใจของกลุ่มผลิตภัณฑ์ Renesas โดยรวมได้”
อุปกรณ์ ForgeFPGA คาดว่าจะช่วยประหยัดต้นทุนได้มากเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่นๆ รวมถึงการออกแบบที่ไม่ใช่ FPGA โดยคาดว่าราคาจะมีปริมาณต่ำกว่า 0.50 ดอลลาร์
"มีปัญหาการใช้งานประเภทหนึ่งที่ความขนานโดยธรรมชาติที่ FPGA สามารถให้ได้จะให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด" จอห์นกล่าว “วิธีหนึ่งที่วิศวกรสามารถโจมตีปัญหานี้ได้คือการใช้ MCU ซึ่งหากทำงานเร็วเพียงพอ ในหลายกรณีก็อาจให้ฟังก์ชันการทำงานในระดับเดียวกัน แต่โดยปกติแล้วจะมีบทลงโทษสำหรับการใช้พลังงานที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ”
อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับปัญหาเดียวกันคือการซื้อชิ้นส่วนที่มีฟังก์ชันคงที่ที่สร้างไว้ล่วงหน้า เช่น อุปกรณ์อินเทอร์เฟซโปรโตคอล ซึ่งหากเป็นไปตามข้อกำหนดของระบบ อาจเป็นทางออกที่ดี แต่อุปกรณ์อาจไม่มีความยืดหยุ่น เพื่อตอบสนองทุกความต้องการของระบบ” เขากล่าวเสริม
นอกเหนือจากการประหยัดต้นทุนและการผสานรวมในระดับสูงแล้ว อุปกรณ์ ForgeFPGA ยังคาดว่าจะเปิดแอปพลิเคชันใหม่สำหรับ FPGA ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สามารถออกแบบได้เนื่องจากข้อจำกัดด้านต้นทุน
John อ้างถึงตัวอย่างการใช้งานสองสามตัวอย่างที่จะได้รับประโยชน์จากการใช้ FPGA ขนาดเล็ก รวมถึงการแปลงโปรโตคอลสัญญาณ “บางทีมันอาจจะเป็นเรื่องง่ายๆ เหมือนกับผลลัพธ์จาก a เซ็นเซอร์ เป็นอินเทอร์เฟซแบบอนุกรมมาตรฐานอย่างหนึ่งและโปรเซสเซอร์ในระบบสนับสนุนอินเทอร์เฟซแบบอนุกรมที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการแปลงโปรโตคอล” เขากล่าว
FPGA ยังสามารถนำมาใช้เพื่อรวมสัญญาณที่มาจากเซ็นเซอร์หลายตัวและเปลี่ยนให้เป็นสตรีมข้อมูลเดียวที่เข้าสู่โปรเซสเซอร์ได้ “ความท้าทายประการหนึ่งในการออกแบบระบบที่กล่าวถึงนี้คือผู้ผลิต MCU และ SoC พยายามจัดหาอินเทอร์เฟซที่ถูกต้องบนอุปกรณ์ของตนเสมอเพื่อรองรับแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุเป้าหมายนี้ในทุกกรณี”
Renesas อ้างถึงนักวิเคราะห์อุตสาหกรรมที่กล่าวว่า FGPA ระดับล่างจะดึงดูดบริษัทหลายแห่งที่ต้องการตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น “มันน่าตื่นเต้นที่ได้เห็นการจัดตั้งขึ้น สารกึ่งตัวนำ ผู้ขายชอบ Renesas การจัดการกับส่วนที่ถูกละเลยมาเป็นเวลานานของตลาด FPGA: FPGA ขนาดเล็กราคาประหยัดที่จิบไมโครวัตต์ในโหมดสแตนด์บาย” Steve Leibson นักวิเคราะห์หลักของ Tirias Research กล่าว
“หลังจากที่ได้รวบรวมผู้ผลิตอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ Silego ด้วยการซื้อกิจการ Dialog เมื่อต้นปีนี้ Renesas ดูเหมือนว่าตั้งใจที่จะตอกย้ำความสำเร็จครั้งก่อนของ Silego ด้วยกลุ่มผลิตภัณฑ์สัญญาณผสมแบบตั้งโปรแกรมได้ GreenPAK ระดับล่างสุดและเครื่องมือออกแบบที่ใช้งานง่าย คราวนี้อยู่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ FPGA ระดับล่างที่จะดึงดูดบริษัทจำนวนมากที่ต้องการเพียงเล็กน้อย ตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ - หนึ่งพันประตูหรือมากกว่านั้น - เพื่อให้งานสำเร็จในผลิตภัณฑ์มากมายรวมถึงเซ็นเซอร์ฝังตัวและอุปกรณ์ IoT หลายพันล้านตัว” Leibson กล่าว
ตระกูล ForgeFPGA ได้รับการพัฒนาโดยกลุ่มเดียวกับที่แนะนำอุปกรณ์สัญญาณผสมที่ตั้งโปรแกรมได้ GreenPAK ที่ Silego เทคโนโลยีซึ่งปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Renesas ด้วยการซื้อกิจการ Dialog Semiconductor เช่นเดียวกับกลุ่มผลิตภัณฑ์ GreenPAK FPGA จะใช้โมเดลธุรกิจและโครงสร้างพื้นฐานเดียวกัน ทำให้ผู้ใช้สามารถดาวน์โหลดซอฟต์แวร์สำหรับการพัฒนาได้ฟรีโดยไม่มีค่าธรรมเนียมใบอนุญาต
ซอฟต์แวร์นี้มีโหมดการพัฒนาสองโหมด โดยกำหนดเป้าหมายไปที่นักพัฒนา FPGA ใหม่และมีประสบการณ์ “โหมดมาโครเซลล์” ใช้โฟลว์การพัฒนาตามการดักจับแผนผัง และ “โหมด HDL” ให้สภาพแวดล้อม Verilog ที่คุ้นเคยสำหรับนักพัฒนาที่มีประสบการณ์
ตัวอย่างวิศวกรรม ForgeFPGA พร้อมให้ใช้งานแล้ว พร้อมกับซอฟต์แวร์การออกแบบรุ่นเบต้าและชุดพัฒนาต้นแบบ อุปกรณ์ ForgeFPGA 1K LUT เครื่องแรกคาดว่าจะวางจำหน่ายในปริมาณการผลิตในไตรมาสที่สองของปี พ.ศ. 2022 นอกจากนี้ เรเนซัสยังกำลังพัฒนาชุดค่าผสมที่ชนะหลายชุดซึ่งจะนำเสนออุปกรณ์ ForgeFPGA กับ MCU เสริม อุปกรณ์อนาล็อก พลังงาน และเวลา
เกี่ยวกับ Renesas Electronics America