Renesas Electronics Corp. đã tham gia vào mảng cổng lập trình hiện trường (FPGA) thị trường với sự ra đời của các thiết bị giá rẻ và công suất cực thấp. Họ ForgeFPGA sẽ nhắm mục tiêu đến người tiêu dùng khối lượng lớn và các ứng dụng IoT chỉ cần một lượng nhỏ logic có thể lập trình được trong các ứng dụng nhạy cảm về chi phí này.
Các thiết bị ForgeFPGA giải quyết các ứng dụng yêu cầu ít hơn 5,000 cổng logic, với kích thước thiết bị ban đầu là 1K và 2K Bảng tra cứu (LUT). Renesas hy vọng các thiết bị đầu tiên sẽ cung cấp năng lượng dự phòng dưới 20 micromps, bằng khoảng một nửa sức mạnh của các thiết bị cạnh tranh, theo công ty.
Nathan John, Giám đốc cấp cao, Bộ phận Tín hiệu Hỗn hợp tại Renesas, cho biết việc thâm nhập thị trường FPGA phù hợp với chiến lược sản phẩm của Renesas theo một số cách. “Một, dòng sản phẩm FPGA mới có thể đóng vai trò như một lộ trình nâng cấp cho những khách hàng hiện tại đang sử dụng thiết bị GreenPAK có thể lập trình [có được thông qua việc mua Dialog Semiconductor], và cần hỗ trợ các vấn đề thiết kế đòi hỏi mức độ phức tạp logic kỹ thuật số cao hơn. "
Những phần này cũng có thể rất hữu ích cho khách hàng như là phần mở rộng logic cho một loạt các MCU của Renesas, ông nói thêm. “Ngay cả với danh mục đa dạng các thiết bị MCU mà Renesas cung cấp, đôi khi vẫn có trường hợp khách hàng có thể tìm thấy một thiết bị có bộ tính năng phần cứng gần như phù hợp với nhu cầu của ứng dụng của họ, nhưng lại thiếu các yếu tố chính. Có một giải pháp nhỏ và chi phí thấp để lấp đầy các chức năng còn thiếu có thể mở rộng sức hấp dẫn của danh mục sản phẩm Renesas tổng thể. ”
Các thiết bị ForgeFPGA dự kiến sẽ tiết kiệm chi phí đáng kể so với các lựa chọn thay thế khác, bao gồm các thiết kế không phải FPGA, với mức giá dự kiến dưới 0.50 đô la.
John cho biết: “Có một nhóm các vấn đề ứng dụng mà tính song song vốn có mà FPGA có thể cung cấp sẽ mang lại giải pháp tối ưu. “Một trong những cách mà một kỹ sư có thể tấn công vấn đề này là sử dụng MCU, - nếu nó chạy đủ nhanh - trong nhiều trường hợp có thể cung cấp cùng một mức chức năng, nhưng thường là với mức tiêu thụ điện năng lớn hơn đáng kể”.
Một giải pháp thay thế khác “cho cùng một vấn đề là mua các bộ phận cung cấp các chức năng cố định được xây dựng sẵn, chẳng hạn như thiết bị giao diện giao thức, mà - nếu nó có thể đáp ứng các yêu cầu hệ thống - có thể là một giải pháp tốt, nhưng thiết bị có thể không có tính linh hoạt để đáp ứng tất cả các nhu cầu của hệ thống, ”ông nói thêm.
Ngoài việc tiết kiệm chi phí và mức độ tích hợp cao, các thiết bị ForgeFPGA dự kiến sẽ mở ra các ứng dụng mới cho FPGA mà trước đây không thể thiết kế chúng do hạn chế về chi phí.
John đã trích dẫn một số ví dụ ứng dụng sẽ được hưởng lợi từ việc sử dụng FPGA nhỏ, bao gồm cả việc chuyển đổi giao thức tín hiệu. “Có thể nó là một cái gì đó đơn giản như đầu ra từ một cảm biến là một giao diện nối tiếp được tiêu chuẩn hóa và bộ xử lý trong hệ thống hỗ trợ một giao diện nối tiếp khác, do đó cần phải chuyển đổi giao thức, ”ông nói.
FPGA cũng có thể được sử dụng để tổng hợp các tín hiệu đến từ nhiều cảm biến và biến chúng thành một luồng dữ liệu đi vào bộ xử lý, ông nói. “Một trong những thách thức trong thiết kế hệ thống mà điều này nói lên là các nhà sản xuất MCU và SoC luôn cố gắng cung cấp các giao diện phù hợp chính xác trên thiết bị của họ để hỗ trợ phạm vi ứng dụng, nhưng không thể đạt được mục tiêu này trong mọi trường hợp.”
Renesas đã tham khảo một nhà phân tích trong ngành, người cho biết FGPA cấp thấp sẽ thu hút nhiều công ty chỉ cần một chút logic có thể lập trình được. “Thật thú vị khi thấy một thành lập bán dẫn nhà cung cấp như Renesas Steve Leibson, nhà phân tích chính, Tirias Research, cho biết: giải quyết một phần thị trường FPGA bị bỏ qua từ lâu: FPGA nhỏ, chi phí thấp, có thể sử dụng lò vi sóng ở chế độ chờ, ”Steve Leibson, nhà phân tích chính của Tirias Research cho biết.
“Đã đánh bại nhà sản xuất thiết bị lập trình Silego với việc mua lại Dialog vào đầu năm nay, Renesas dường như quyết tâm lặp lại thành công trước đây của Silego với dòng thiết bị tín hiệu hỗn hợp có thể lập trình được GreenPAK cực thấp và các công cụ thiết kế siêu đơn giản, lần này là dòng FPGA cấp thấp sẽ thu hút nhiều công ty chỉ cần một chút logic có thể lập trình - một nghìn cổng hoặc hơn - để hoàn thành công việc trong vô số sản phẩm bao gồm hàng tỷ cảm biến nhúng và thiết bị IoT, ”Leibson nói.
Dòng ForgeFPGA được phát triển bởi cùng nhóm đã giới thiệu các thiết bị tín hiệu hỗn hợp có thể lập trình GreenPAK tại Silego Công nghệ, hiện là một phần của Renesas nhờ mua lại Dialog Semiconductor. Giống như dòng GreenPAK, FPGA sẽ sử dụng cùng mô hình kinh doanh và cơ sở hạ tầng, cho phép người dùng tải xuống phần mềm phát triển miễn phí mà không phải trả phí giấy phép.
Phần mềm cung cấp hai chế độ phát triển, nhắm mục tiêu các nhà phát triển FPGA mới và có kinh nghiệm. “Chế độ macrocell” sử dụng quy trình phát triển dựa trên thu thập sơ đồ và “chế độ HDL” cung cấp môi trường Verilog quen thuộc cho các nhà phát triển có kinh nghiệm.
Các mẫu kỹ thuật ForgeFPGA hiện có sẵn, cùng với phần mềm thiết kế beta và bộ phát triển nguyên mẫu. Thiết bị ForgeFPGA 1K LUT đầu tiên dự kiến sẽ có sẵn với số lượng sản xuất vào quý 2022 năm XNUMX. Renesas cũng đang phát triển một số Kết hợp chiến thắng sẽ có các thiết bị ForgeFPGA với MCU, thiết bị tương tự, nguồn và thời gian bổ sung.
về Renesas Electronics America