Flexibel und kommunikativ FPGA/SoC-Modul im Kreditkartenformat

Das Mercury+-AA1-SoC-Modul von Enclustra basiert auf Intels Arria 10.

Das „Mercury+ AA1“-Modul von Enclustra basiert auf Intels Arria 10, einem FPGA/SoC in 20-nm-Technologie mit integriertem Dual-Core-ARM-Prozessor und bis zu 480.000 LUT4-Äquivalenten.

Die besondere Stärke des Moduls ist die hohe Kommunikationsfähigkeit; so stehen bis zu 286 User-I/Os zur Verfügung, davon 12 Multi-Gigabit-Transceiver mit einer Datenrate von bis zu 12,5 Gbit/s, sowie die üblichen Standardschnittstellen wie USB 3.0 und PCIe-Gen3-x8. Dank schnellem DDR4-SDRAM mit einer Bandbreite von 9,6 GB/s und ECC erfüllt das Modul zudem erhöhte Anforderungen an die Datenintegrität. Dabei ist das Modul mit einer Größe von nur 74 mm × 54 mm kleiner als eine Kreditkarte.

Um verschiedenen Anforderungen an die Umgebungsbedingungen gerecht zu werden, ist das SoC-Modul sowohl mit industriellem als auch mit erweitertem Temperaturbereich erhältlich. Für den Betrieb wird nur eine Versorgungsspannung zwischen 5 V und 15 V benötigt; die Verfügbarkeit ist für zehn Jahre geplant.

Enclustra bietet für seine Produkte auch einen Design-in-Support. In Kombination mit dem Mercury+-PE1-300- oder Mercury+-PE1-400-Base-Board bildet das Mercury+ AA1 eine Entwicklungs- und Prototypenplattform. Die zwei LPC-Stecker oder der HPC-FMC-Stecker eröffnen zudem das große Angebot an Aufsteckkarten verschiedenster Hersteller. So sind zum Beispiel Karten mit ADCs, DACs, Leistungsstufen für die Motoransteuerung oder HF-Anwendungen verfügbar.

Die Dokumentation und ein Referenzdesign vereinfachen die Inbetriebnahme. Neben dem User-Manual sind das UserSchema, ein 3D-Modell (STEP), der PCB Footprint (Altium, OrCAD, PADS, Eagle) sowie die Leitungslängen der I/O-Signale verfügbar. Mit dem Enclustra Build Environment lässt sich für die Enclustra-SoC-Module mit integriertem ARM-Prozessor Linux kompilieren: Über eine grafische Oberfläche werden Modul und Base-Board ausgewählt. Danach lädt das Enclustra Build Environment den passenden Bitstream, First Stage Boot Loader (FSBL) und die benötigten Quellcodes herunter. Anschliessend wird U-Boot, Linux und das auf BusyBox basierende RootDateisystem kompiliert.

Dank des Familienkonzepts mit kompatiblen Steckverbindern ist es möglich, auf demselben Base-Board verschiedene Modultypen einzusetzen, wie zum Beispiel die Intel-Cylcone-V-SoC-basierten Mercury SA1 oder Mercury+ SA2.