SGET treibt HFM-Standard voran
Erleichterte Integration und Austauschbarkeit für FPGA-Module
Mit dem neuen Standard Harmonized FPGA Module (HFM) will die SGET die Vorteile von Computer-on-Module- bzw. System-on-Module-Standards auf das Anwendungsfeld von FPGAs und FPGA-basierten SoCs zu übertragen. Hersteller und Anwender sind aufgerufen, sich an der Standardisierung zu beteiligen.
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Sowohl lötbare als auch steckbare Module
Im Fokus der Standardisierung steht vor allem ein einheitliches Pinout, das je nach Performance-Level und Integrationsgrad von physischen Schnittstellen (PHY) und Speicher auf unterschiedlichen Footprints bereitgestellt werden soll. An Montageoptionen will die HFM-Initiative der SGET sowohl lötbare Module als auch solche mit Module-zu-Board-Konnektor spezifizieren und damit dem sehr breiten Angebot von FPGAs und FPGA-basierten SoCs gerecht werden. Im Team Mission Statement (TMS) der HFM-Entwicklergruppe ist dies zumindest als Ziel verankert. Entsprechend soll die Standardisierung sehr umfassend angegangen werden und damit eine besonders breite Zielgruppe an potenziellen Modulanbietern und -Anwendern ansprechen. Aus diesem Ansatz leitet sich übrigens teils auch das Harmonized in Namen HFM ab: Harmonisiert werden sollen nämlich nicht nur Treiber, Schnittstellen/Pinouts und Formfaktoren über alle FPGA-Hersteller hinweg, sondern auch die beiden Montageoptionen für die FPGA-Module, die jeweils ihre eigenen Vorteile bieten (siehe Kastentext).
FPGA-Lösungsanbieter, die bislang proprietäre PCB-Designs für dedizierte Lösungen angeboten haben, werden ihre Reichweite durch ein Standardproduktportfolio erweitern können, ohne dabei die Designkompetenz aus der Hand geben zu müssen: Schließlich können sie auch weiterhin für große Stückzahlen Full-Custom-Designs anbieten. Die mit Modulen möglich werdenden mittleren industriellen Losgrößen kommen hinzu und sichern einen nachhaltigen Absatz durch regelmäßige Nachfrage während des gesamten Lebenszyklus einer Kundenapplikation.
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Lötbare versus steckbare FPGA-Module
Eines der Ziele der Spezifikation des Harmonized-FPGA-Module-Standards ist es, dass sich SMT-bestück-bare als auch Konnektor-basierte Module eine identische Basisspezifikation teilen. In Überlappungsbereichen ist es schließlich vorteilhaft, harmonisierte Implementierungsoptionen zu haben. Muss man sich zwischen einem lötbaren und steckverbinderbasierten FPGA-Modul entscheiden, sind zahlreiche Punkte zu beachten.
Die Vorteile lötbarer FPGA-Module sind unter anderem:
➔ Zuverlässigkeit und Sicherheit: Lötbare Module gewährleisten eine robustere und manipulationssichere Integration, was die Zuverlässigkeit steigert und vor unbefugtem Zugriff schützt.
➔ Verbesserte Signalintegrität: Lötbare FPGA-Module tragen dazu bei, Signalverluste und elektromagnetische Interferenzen zu minimieren, was zu einer überlegenen Signalleistung führt, die sich ideal für FPGA-Hochgeschwindigkeits-schnittstellen eignet.
➔ Platzeffizienz: Der kompakte Formfaktor und das flache Profil von lötbaren FPGA-Modulen vereinfachen die Integration und machen sie zur idealen Wahl für besonders platzbeschränkte Anwendungen.
➔ Vereinfachte Fertigung: Lötbare Module vereinfachen den Herstellungsprozess und reduzieren im Vergleich zu Modul-zu-Board-Steckverbinder-Set-ups sowohl den Zeitaufwand als auch die Kosten für Montage und Tests.
Die Vorteile konnektorbasierter FPGA-Module sind unter anderem:
➔ Unterstützung größerer FPGAs und FPGA-basierter SoCs, die als Module nicht mehr gelötet werden können.
➔ Größere PCB-Fläche nutzbar: Beide Seiten der Modulplatine sind nutzbar, was das Design erleichtert. Es entstehen elektromagnetisch robustere und einheitlichere Lösung für das Wärmemanagement und das mechanische Design des Moduls.
➔ Vereinfachung der Evaluierung und des Prototypings. Mehrere Module können auf einem Carrier getestet werden. Das Preis-Performance-Balancing fällt leichter.
➔ Optimierung der Lagerhaltung. Es können getrennte Bestände der Module und Carrierbaords geführt werden. Der freie Mix-and-Match-Ansatz befreit von der bei lötbaren Modulen immer notwendigen Bestückung.
➔ Das Carrierboard-Design wird vereinfacht und die NRE-Kosten für das Design komplexer SoC- FPGA-Bausteine wird gesenkt.
➔ Einfacher Wechsel/Austausch bei Upgrades oder Fehlfunktion des Moduls. ________________________________________________________________
- Erleichterte Integration und Austauschbarkeit für FPGA-Module
- Sowohl lötbare als auch steckbare Module
- Vorteile für Hersteller und Anwender von FPGAs