Xilinx: UltraScale+
Kintex, Virtex und Zynq mit 16-nm-Strukturen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Wichtige Verbesserungen auf der Tools-Seite
Gleichzeitig hat das Unternehmen seine Tools mit SmartConnect erweitert. Diese Funktion erlaubt es, die Verbindungen zwischen den IPs zu verbessern und somit eine höhere Leistungsfähigkeit auf Systemebene zu erhalten. Denn SmartConnect macht es möglich, die Verbindungen für spezielle Design-Anforderungen an Durchsatz, Latenzzeiten und Fläche automatisch optimieren zu lassen. Außerdem kann SmartConnect unterschiedliche Schnittstellen intelligent überbrücken. Laut Xilinx-Angaben ermöglicht SmartConnect auf Systemebene eine 20- bis 30-prozentige Verbesserung für Performance/Watt und den Platzbedarf.
All diese Verbesserungen hat Xilinx für seine neuen UltraScale+Kintex-FPGAs und -Virtex-FPGAs genutzt. Bei den UltraScale+-Virtex-FPGAs wird es außerdem noch Komponenten geben, bei denen Xilinx zusätzlich zum 16-nm-FinFET-Prozess auch noch seine 3D-Technologie einsetzt, um FPGAs mit einer noch höheren Performance, Integrationsdichte und Bandbreite zu erhalten.
Die größten Änderungen beim Sprung auf die 16-m-Technologie sind aber auf der Zynq-Seite zu sehen. Denn Xilinx hat die neuen Bausteine nicht nur mit den bereits beschriebenen Neuerungen ausgestattet, sondern auch eine heterogene Prozessorarchitektur gewählt. Die UltraScale+ Zynq-FPGAs heißen dementsprechend MPSoCs, was für »Multi-Processing System on a Chips« steht. Xilinx integriert in die Bausteine mit dem Cortex-A53-Prozessor einen 64-Bit-Applikationsprozessor (Quad-Core), der hardwaremäßig Virtualisierung und asymmetrisches Multiprocessing unterstützt und die TrustZone-Technologie von ARM beinhaltet. Hinzu kommt eine Dual-Core-Version des Cortex-R5-Prozessorkerns. Damit kombiniert Xilinx wie auch diverse MCU-Anbieter einen leistungsstarken Applikationsprozessor mit Echtzeitfähigkeit. Denn Cortex-R5-Cores haben kein Problem mit deterministischen Operationen, kurzen Reaktionszeiten, hohem Durchsatz und geringer Latenz. Darüber hinaus zeichnen sich die Cortex-R5-Prozessorkerne durch erweiterte Sicherheitsfunktionen aus. Dank einer eigenen Security-Unit sind Funktionen wie Secure-Boot, Schlüssel-Management und Manipulationsschutz einfach realisierbar. Diese Prozessorkerne werden mit einem Mali-400MP-Graphikprozessor (unterstützt OpenCL) und Video-Codecs für H.265-Formate ergänzt. Außerdem hat Xilinx eine Power-Management-Unit integriert, die ein dynamisches Power-Gating der Prozessoreinheiten ermöglicht.
Mit den neuen UltraScale+-Bausteinen adressiert Xilinx eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich LTE Advanced und 5G, bedrahtete Kommunikation im Terabit-Bereich, ADAS-Anwendungen im Automotive-Markt und industrielle IoT-Applikationen. Laut Xilinx soll das erste Tape-out von UltraScale+-Komponenten und die dazugehörigen Design-Tools im zweiten Quartal dieses Jahres verfügbar sein. Auslieferungen von UltraScale+-Komponenten sind für das vierte Quartal 2015 geplant.
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