Vielseitiges Multicore-System RISC-V-Modul

Das SoM »M1000PFS« von Aries Embedded basiert auf Microchips PolarFire-Serie.
Das SoM »M1000PFS« von Aries Embedded basiert auf Microchips PolarFire-Serie.

Aries Embedded präsentiert auf der embedded world sein neues System-on-Module (SoM) M100PFS auf Basis des Microchip-PolarFire-SoC-FPGA.

PolarFire ist ein leistungsstarkes 64-bit-RISC-V-Multicore-Prozessor-Subsystem in Kombination mit stromsparender FPGA-Technologie. »Mit unserer neuen Plattform können Anwender auf einfache Weise die Vorteile des gehärteten, Linux-fähigen Echtzeit-RISC-V-Prozessor-Subsystems vom PolarFire-SoC nutzen«, erläutert Andreas Widder, Geschäftsführer von Aries Embedded. »Unsere Kunden profitieren von der geringen Leistungsaufnahme, der sehr guten Effizienz und der hohen Systemsicherheit in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle.«

Das neue Modul eignet sich für Applikationen, in denen eine leistungsfähige, sichere und energieeffiziente Rechnerarchitektur mit einem FPGA kombiniert werden soll. Es zielt auf eine große Bandbreite an Anwendungen wie Smart Embedded Vision, Industrieautomatisierung, Telekommunikation und IIoT ab. Das 74 mm × 42 mm große Modul läuft mit niedriger statischer Geräteleistung, geringem Einschaltstrom und stromsparenden Transceivern. Dabei zeichnet sich die PolarFire-FPGA-Technologie aus durch ihre Zuverlässigkeit mit Single-Event-Störfestigkeit (SEU) sowie integrierter SECDED- und LSRAM-Speicherverriegelung, die in die FPGA-Fabric eingebaut sind. Darüber hinaus läuft SECDED auf allen Speicherressourcen des Prozessors. Der Suspend-Modus des Systemcontrollers dient sicherheitskritischen Designs. Mehrere Funktionen unterstützen die Sicherheitsaspekte, beispielsweise der von Cryptography Research Incorporated (CRI) patentierte Bitstrom-Schutz für die Differenzleistungsanalyse (DPA), die integrierte physikalisch nicht klonbare Doppelfunktion (PUF) und 56 kB sicherer, nichtflüchtiger Speicher (sNVM).

Intern kombiniert das PolarFire-SoC einen vierfachen RISC-V-64GC-Kern und einen RISC-V-64-IMAC-Monitorkern. Das SoM verwendet das FCVG484-Gehäuse, das vom 23k-Logikelement-Baustein des PolarFire-SoC bis zum 250k-LE-Baustein skaliert. Ein SoM mit dem größten 460k-LE-PolarFire-SoC-Baustein soll es in zukünftigen Versionen geben.

Die RISC-V-CPU-Mikroarchitektur-Implementierung ist eine einfache fünfstufige, einzelne Pipeline, die immun gegenüber Meltdown- und Spectre-Exploits ist. Alle fünf CPU-Kerne sind kohärent, wobei das Speicher-Subsystem eine Mischung aus deterministischen Echtzeitsystemen und Linux in einem einzigen Multi-Core-CPU-Cluster ermöglicht.

An Ein- und Ausgänge bietet der Prozessor 2 × Gigabit-Ethernet, USB 2.0 OTG, 2 × CAN 2.0 A und B, Quad-SPI-Flash-Controller zur direkten Ausführung, 5 × Multi-Mode-UARTs, 2 × SPI, 2 × I2C, RTC, GPIO und 5 × Watchdog Timer. Der Speicher besteht aus 1/2/4 GB LPDDR4-RAM für den HMS, 1/2/4 GB LPDDR4-RAM für das FPGA, 32 Mbit NOR-Flash und 4 bis 64 GB eMMC-Speicher. Die Standardkonfiguration enthält Gigabit-Ethernet, UART, CAN, SPI, I2C und USB.

Aries Embedded, Halle 3A, Stand 441