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eFPGA的優(yōu)勢解讀,!

2020-08-04
來源:半導體行業(yè)觀察
關鍵詞: Menta 半導體IP FPGA

  Menta當前提供什么產(chǎn)品?

  Menta是半導體IP提供商,。我們是歐洲唯一經(jīng)過驗證的可嵌入客戶SoC和ASIC中的可編程邏輯提供商,。這種可編程邏輯采用嵌入式FPGA IP的形式,。因此,我們?yōu)榭蛻籼峁┝藢⑵銼oC的一小部分作為低功耗FPGA的可能性,,可以由他們或客戶進行現(xiàn)場編程,。如今算法和需求變化比SoC設計周期快得多,Menta的eFPGA相當于為芯片設計加層“保險”,。

  那么,,Menta的eFPGA IP本質上是FPGA的核心架構嗎?

  這樣總結確實是很誘人的,。但是,,這并不能準確地反映出完整的現(xiàn)實——我們在Menta成立的初期發(fā)現(xiàn)這一點很困難。

  當我們從eFPGA IP的第1版開始時,,我們就以“獨立的FPGA模式”進行了設計,。實際上,我們的eFPGA IP與當時FPGA供應商提供的核心架構在概念上沒有什么區(qū)別,。我們以此核心架構發(fā)布了Menta eFPGA IP的第一代和第二代,,并在2011年發(fā)布了基于MRAM內核架構的FPGA,這雖然是世界第一,,但仍然是FPGA的模式,。

  這些產(chǎn)品為我們提供了良好的市場知名度和前景,同時也給我們帶來了新的訂單,。但是,,就在PPT演講的興奮感過去后,我們發(fā)現(xiàn)潛在客戶的熱情正在迅速消退——最初我們并不理解背后的原因,。

  2014年,,當面臨日本市場的廣闊前景時,我們經(jīng)歷了艱辛的歷程,。在與日本的客戶技術團隊進行深入交流時,,他們的ASIC工程師提出了許多有關集成、仿真,、驗證,、成品率和最終測試等問題。這些都不是我們要克服的主要障礙,,但是對于那些工程師來說,,這意味著額外的風險,、成本和集成時間。我們最終失去了該客戶,,由于類似的原因,,此后又失去了許多其他客戶。

  當我投資Menta并決定領導該公司時,,我們重新開始并改變思維模式。我們的客戶是SoC和ASIC設計人員——因此,,我們聘請SoC和ASIC設計人員來深入了解并分析他們的產(chǎn)品期望,,以及在采用IP方面遇到的基本障礙。

  我們FPGA專家與ASIC設計專家的合作催生了Menta新一代的獨特eFPGA IP(于2015年發(fā)布的第三代),,它誕生于ASIC IP的模式,,為客戶提供了從概念階段到生產(chǎn)的完整過程。不久之后,,我們獲得了第一位客戶——美國頂級航空航天與國防公司,。

  此后Menta發(fā)展迅速,我們現(xiàn)在銷售的是2018年發(fā)布的第五代 eFPGA IP,。我們一直保留獨特模式,,但每次迭代后PPA都有很大的提高。

  Menta的獨特性是什么,?

  就像我說的那樣,,Menta eFPGA IP被設計為集成到ASIC或SoC中——因此,我們的主要目標是使客戶從設計到全面生產(chǎn)的整個過程沒有任何顧慮和風險,。

  首先,,我們不想向客戶指定要使用的代工廠、工藝節(jié)點,、接口或EDA設計流程,。當然,越早做出集成eFPGA IP的決定,,則可以從該集成中獲得更多的收益,。但是,由于我們的方法有極高的靈活性,,因此,,Menta eFPGA IP仍可以在設計過程的后期中集成。

  就靈活性而言,,更具體來說,,我們的eFPGA IP完全基于由代工廠、客戶或第三方提供的標準單元——不需要特殊定制單元即可使用我們的IP,。即使對于比特流存儲,,我們也使用DFF來實現(xiàn)極高的可移植性——而大多數(shù)其他解決方案將需要定制的SRAM比特單元設計,,這限制了他們對代工廠或工藝的選擇。我們不需要任何特定的庫,,工藝流程或金屬疊層(metal stack)即可讓我們的用戶部署我們的IP,。附帶說明一下,與SRAM基本設計相比,,DFF還使我們的設計具有更強的可抗輻照加固能力——這是在汽車制造,、航天和國防領域的重要參考因素。

  Menta的eFPGA IP的接口也有相同的獨特——這些都是我們外部的模塊,。與IP的連接和通訊就像連接一個內存模塊一樣簡單,。

  出于相同的原因,我們已經(jīng)開發(fā)了標準掃描鏈DfT并申請了專利,,使我們的客戶可以在每個階段結合自己的EDA工具鏈進行驗證和仿真,,就像其他的IP數(shù)據(jù)一樣。這使我們意識到,,我們的eFPGA IP不會在客戶的設計中引入任何良率或可靠性問題,。

  最后,由于我們有客戶做的是ASIC設計——代表“特定應用芯片”,。因此,,我們使IP完全“設計自適應”,甚至“應用自適應”,,隨著我們客戶的需求而發(fā)展,。如需要新的AI算法,則可以對其進行編程,,而不是將其固化到硬件中,。

  如果有關于驗證,模擬,,信任等環(huán)節(jié)的具體需求,,我還可以結合著談到Menta eFPGA IP更多獨特性。

  我們可以肯定的是,,提供優(yōu)秀的eFPGA IP不僅僅在于查找表的物理密度,。對于給定的RTL設計,還有很多其他因素會影響芯片面積,,包括DSPs,、是否可以將存儲集成在IP本身,讀/寫電路,,測試電路等,。從整體上看,在滿足設計靈活性的基礎上,,我們的客戶對硅片面積的大小也甚為滿意,。

  Menta軟件如何,?

  我們的客戶不想為他們的用戶增加任何復雜性。如果他們必須購買第三方軟件來對芯片進行編程,,則不可避免用戶會產(chǎn)生額外的分歧和成本,。

  因此,我們很早就做出了正確的戰(zhàn)略決策,,開發(fā)和交付eFPGA IP的完整設計環(huán)境——獨立自主的 Origami編程平臺,,可供所有客戶使用。我們還通過集成Verific HDL解析器來確保與客戶現(xiàn)有的RTL代碼兼容,。FPGA工程師只需幾個小時即可掌握我們的設計流程,,并輕松地將其現(xiàn)有RTL移至Menta eFPGA IP。這就是我們的客戶通常在芯片設計之前評估我們的IP和實際使用時的設計流程,,這是我們持續(xù)成功的基石,并順利取得了越來越多的設計案例,。

  將Menta eFPGA IP移植到指定工藝需要花費多長時間,?

  得益于我們獨特的基于純標準單元庫設計技術、IP的可移植性以及設計流程,,我們只需1到6個月即可將eFPGA IP部署到新的工藝節(jié)點中,。迄今為止,我們的IP已在4個不同代工廠的10個不同節(jié)點上交付——從180nm到6nm,, 現(xiàn)在5nm已在規(guī)劃中,。由于我們不需要定制標準單元,因此不需要單獨的測試芯片或芯片驗證,。結果表明,,我們所有的交付都是一次成功。

  我們的方法已經(jīng)過合作伙伴和客戶的多次實測驗證,,在GLOBAL FOUNDRIES的32SOI和12LP得到硅驗證,,并且是22FDX'celerator合作伙伴計劃的成員。希望您看到我們在質量和可移植性方面的專注,。

  當人們可以購買獨立的FPGA時為何使用eFPGA IP,?

  對于那些需要大量可編程邏輯資源的小批量、高價值應用,,F(xiàn)PGA發(fā)揮了出色的作用——我們這里說的是數(shù)百萬個LUT,。例如,在數(shù)據(jù)中心中,,獨立FPGA解決方案中的AI工作負載正在對GPU造成巨大的沖擊,。

  然而,當涉及到邊緣應用的工作負載,,成本和低功耗成為首要考慮因素,,獨立FPGA解決方案沒有太大意義——原型設計除外,。在這些市場中,ASIC和SoC才是將來的真正贏家,。

  但是,,正如我之前說的,在算法IP迅速變化的應用中,,將其固化到ASIC的門中是非常具有挑戰(zhàn)的,。或許,,芯片可能會在上市時未發(fā)先敗,。這是我們在不斷變化的AI/ML,計算存儲,,5G和加密中看到的趨勢,。

  eFPGA的亮點由此得以顯現(xiàn)——對于快速變化的算法,您可以分配大約20%的芯片面積,,確保您如果需要使用其他算法,,也可以將其編程到ASIC中,即使在流片后也無妨,。的確,,您的芯片會稍大一些(與固化的門級電路相比),但是多出的小小“保險費”對于使您的芯片適應未來的需求是值得的,。

  我們還在客戶中看到了另一種現(xiàn)象——可配置性,。在使用eFPGA之前,一些客戶可能會擁有數(shù)百種功能稍有不同的不同芯片?,F(xiàn)在,,借助小規(guī)模的eFPGA,他們可以擁有一個裸片,,由此可以生產(chǎn)100個不同的SKU,,而沒有庫存風險。這對他們來說是無價的,。

  最后,,特別是在加密技術中,eFPGA可以提升安全性,。如果加密被“硬連接”到門中,,則始終可以進行逆向工程操作。如果僅在運行時將其加載到ASIC中(您可以使用eFPGA來完成),,則進行逆向工程操作將變得更加困難,。

  總而言之,我們現(xiàn)在看到無數(shù)的新用例,,正展開我們始料未及的廣闊前景,。

  自上次我們交談以來有什么新變化,?

  已經(jīng)有一段時間了,因此實際上有很多更新,。首先,,我們發(fā)布了Menta第五代eFPGA IP,PPA方面有顯著提升,。其次,,我們引入了新功能,特別是以完全自動化和透明的方式在IP中進行存儲配置,,以及具有一些已獲專利的突破性功能的新型自適應DSP,,這些功能已被早期的用戶所使用。

  在接下來的幾個月中,,我們將告訴您更多信息,。

  您在哪里看到使用了Menta eFPGA IP?

  我們有四個主要市場領域,,早期客戶來自于航空航天和國防領域,。我們在全球擁有多個客戶(歐洲防衛(wèi)局,泰雷茲·阿萊尼亞太空公司),。我們提供可靠的eFPGA IP的能力以及我們擁有的多種抗輻照方案,是我們在航空航天和國防領域的獨到優(yōu)勢,。

  我們在高性能計算(EPI)或5G基站(北京崇新通訊)等計算密集型應用中也有客戶,。

  我們因提供低功耗,小面積和低成本小型eFPGA IP,,在物聯(lián)網(wǎng)(邊緣應用)領域多有建樹,。

  汽車行業(yè)對我們來說是一個不斷發(fā)展的細分市場,通常需要更長的時間開拓用戶,,但我們擁有強大的優(yōu)勢,,并且最近有機會公開討論我們與卡爾魯厄斯理工學院,英飛凌和寶馬的交流合作,。

  我看到一些公開的合作伙伴關系——您能告訴我更多嗎,?

  我們的目標不僅是為客戶帶來eFPGA IP,還包括所有附帶IP和工具,,以作為Menta eFPGA IP的附加值,。為此,我們致力于構建一個激動人心的“生態(tài)系統(tǒng)”,。

  一些合作伙伴為我們的客戶開放更多的專門技術,,賦能更多應用,例如Rambus和Secure IC的安防技術和加密技術,。

  一些合作伙伴為提供了適用于VHDL / Verilog / 系統(tǒng)Verilog解析的Verific或Mentor Graphics Catapult,,使我們的客戶可以使用SystemC等高級語言對eFPGA IP進行編程,,增加用戶便捷性。

  更多的合作伙伴中,,如Andes提供SoC級應用(如eFPGA IP和CPU組合),,以及GLOBALFOUNDRIES,IMEC,,Surecore和Synopsys,,為我們的客戶帶來多樣技術選擇。

  最后,,我們在建設一個不斷發(fā)展的算法IP供應商生態(tài)系統(tǒng),,他們可以向我們的客戶提供其產(chǎn)品,以支持垂直應用——從TinyML到安全和加密應用,,包括如Rambus和Secure——IC等,。


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