Altera推出基于ARM的SoC FPGA

各位领导，各位来宾下午好。很高兴有这个机会跟大家共享一下Altera在28纳米的工艺上面在于SOC的一些想法，包括我们的一些目标。首先在我开始，我的演讲以前，我先给大家发布一个新闻，我们在10月16号我们会有两款中低端的FPGA会发布。在于FPGA内嵌的CPU，不管是以前的软核，或者是带暗的硬核，还是FPGA的发展方向都是一个必然的发展趋势。所以说，今天我这边除了给大家交流一下我们的一些性能同时在28纳米，本身我们是FPGA的公司，在功耗方面，或者在成本，应用上面能带来什么好处。同时有好的硬件平台，并不表示你的产品是好的产品，有了硬件平台必须还要有软件的支持，比如软件开发环境。这样才能使你的设计工程师在最短的时间设计一个成功的方案。同时不能让你整个产品的上市周期得到任何的延迟，不管是叫三方厂家，还是软件都需要做的努力。

　　对于Altera来讲，如果大家对Altera这个器件不陌生的话，应该记得我们在2002年我们提出了放了一个CQ核，我们希望通过这个软核帮助客户做一些技术处理的工作。因为毕竟是软核，它的性能肯定是受到FPGA的限制。所以说我们从2010年开始我们不断的尝试各种在SOC我们在10月份会推出18万的工艺，带一个暗盒和一个双核。同时我们也尝试着跟其他的一些嵌入式的其他的厂家搞一些合作。同时我们也跟××一起在合作，在他们的CQ里面我们放到ATC里面去。不管是本身加IPO，总而言之我们希望能够给运用者带来一种在单器件上面做总体方案的思路。

　　今天对整个的嵌入式的开发人员来讲的话，他的挑战性是很多的。一个是器件远远跟不上应用的挑战，所以对设计人员来讲，怎样提高系统的性能，当然要从多种角度来理解。比如我怎么样让嵌入式的系统更快，怎么样在线路系统里面，我可能有多个器件，我们互联的性能也是提高系统性能的一个考虑。现在说到环保收费，可能你做了一个产品出来非常耗电，在成本上面是一个损失。所以我们要提高给应用者一个新的强有力的武器，我们必然要有好的功耗。在28纳米里面，我们针对上一代的40纳米，我们有40%的功耗降低，由于功率导致的。同时基于我们的想法，我们希望SOC，希望在一个器件上面做到各种模块，带来的好处，第一个我们能减少PCP的面积，降低PCP的感应度，第二可以降低整个系统的成本。实际上基于我们的一些考量，我们觉得在AP件里面放一个CPU的硬核是一个好的方式。因为ARM本身有几代，现在已经有A15，大家如果对ARM比较熟的话，ARM7以前用的是传统的CPU，它的指令级是不分开的。他采用的HAF结构，像这个结构里面他的数据总线，ARM9的运用非常广，包括产品平台。所以我们为什么选择ARMProgrammable作为我们硬扩的一个合作伙伴。同时他还提供单进度和双进度的运算，他还有灵活性很强的接口。能够导致差不多30%的系统提升。

　　简单的说在我的ATA再加上一个双核的ARM9。刚才讲了很多，除了ARM9自己本身的一些特性之外，再加上28纳米的的FPGA，我们固化了一些像外围的硬扩。从我们这边来看，基本上90%的设计都是外围的，会逐渐渗透到一些应用。所以你的接口是非常非常吸引设计人员的。在我们的SOC的FPGA里面，不管是内置的硬核，还是28纳米的我们都是带有硬核的。还有一个硬核就是大家也知道像PCR，主要用在CDO接口，现在主要在预言第四代，在我们用的是第二代。同时有了硬件平台，必然还要软件的支持，包括设计思路的支持，这也是基于在软件这边有传统的编译。我们上一代系统提升工具叫…。在这个QSIS里面把互联主线输入提升。因为我们的目标是要支持ARM领域。这样有了软件的支持，有了硬件平台本身一些新的特性，同时加上我们建议的一些好的设计方法，比如我们会建议客户你可以开起一个软件设计，你可以把用户的平台作为一个虚拟的开发。这一张照片，大家基本上可以看到在ARM里面有一些什么特性。首先在硬的处理系统里面有两个ARM9的双核，你这个ARM9到底跑多快，我们可以在100度的温度下，这是一个工业温度，我们可以稳定的达到800兆，在ARM9的等级它的指标是每兆赫2.5个指令。所以单个可以提供2千个DVPS。同时在ARM9里面，他里面也有一些像媒体的加速引擎，还有一些运算模块，还有一些灵活的接口，在我们的ARM9里面，像两个10M，同时还有USB，还有通用IO，模拟特殊的总线接口。我们不断提供跟外的接口，还有硬核本身跟内部的接口，我们叫内地的互联总线。我们作为低端的解决方案，可以做到100G的互联接口，在终端的接口我们可以做到125G的互联接口。

　　现在对ARM本身来讲，ARM还可以提高运算速度。比如在ARM里面有一个两级的CACHE。这个指令是否出现失效呢，同时的话，我们在ARM9的硬核里面我们也DDR。同时SOCFPGA在硬核的一些特性，现在在28纳米的SOC，FPGA里面，也有他本身的一个特性，也有28纳米我们还是用的传统的架构。让功耗降低40%，在器件的使用性方面，也设立了一个很好的好处。因为我们提供了很多的核，DDR3的接口跟ARM9是完全独立的。同时还有高速转化期，现在会越来越多的用在通讯领域。在APA里面，为什么要跑这个数据，局我们高端的VPA的话，我们认为在实际的级别，通信市场，是发展非常快的市场。我们的器件一定要符合3125系，也就是实际的SR呢，这个跟我们传统的有SS有点不一样。他的编码是10.25G。

　　有了硬的暗扩，你的硬的CTO系统跟ATO的高速互联，到底SOC系统能够跑多快，能有多大性能的评级在我们的APG里面，我们的硬扩跟我们的APG的逻辑单元本身有一个连接。我们有一个非常丰富的外部存储接口。像移动手机里面的DDR，都能支持。还有一些硬扩，比如USP的硬扩，同时可以给客户带来好处的，有可能在你的系统里面，特别是一些高端的运用里面，你可能要用到APG加商业耗电多P的之间完成一个运用，所以跟器件的互联，包括芯片跟备办的处理是我们需要考虑的。所以我们有了SOC以后，我们再反过来看，系统的，或者是设计人员面临的四大问题，第一个系统性能的问题。我们SOC本身硬扩可以达到4千个DDS的性能，同时还能带来300GLLOPS的DSP。同时还有一些硬的高速网存的空间。我们有了28纳米的工艺，在你的系统里面，一颗我们不仅仅带来40%功耗的降低，当然我们提出了一个多个设计架构，比如像CTO，甚至高速的一些硬核，全部放到一个单器件里面，对你的PCD，PCD的成本也是创造你的整个系统的BOM成本的。

　　再回到第一页，我们在今年10月份会推出两个系列的带硬核的APG，我们定义为低端的365，对于终端器件推出了两款，面积一般是360K到400多K，逻辑单元规模应该是300-400K。所以根据客户它的运用层次的不同，包括运用场景的不同，你可以选择不同逻辑规模的，带ARM9硬核的APG来完成你的系统设计。

　　对于我们带SOC，APG本身的一些性能的比较，首先他的工艺28纳米，低功耗，采用ARM9的双核，可以运行到800G，，包括他能够对外部的接口进行一些扩展。同时从整个工艺来看，对低端的器件是几瓦。刚才讲的APG本身，带SOC的，因为一个成功的产品不仅仅是有硬件，还包括一个好的硬件流程，还包括软件的支持。Altera因为他本身是要有传统的APG的设计理念在里面，所以说当你用到传统的APG的设计的时候，还是依赖于像代ARM的一个开发环境，还要有一个工具类似于硬件加速，或者跟你的硬的CPU做的模块集成到一个系统里面去，这个就是QSIS。对我们设计人员来看的话，他主要是包括硬件的设计流程跟软件的设计流程，为了尽快的满足上市的时间，一般软件的设计周期会长于硬件的设计周期，在你的硬件周期还没有开始的时候，我们希望进行我们的软件设计。你可以在开发的时候，比如说以一种PC机的软仿真方式来进行设计，第二你想完成硬件级的硬件设置的话，可以用我们的硬件仿真。这个是我们提各叫虚拟目标的开发客户在使用我们工具的时候，还没有开始设计的时候可以进行软件设计。在软件设计的时候，对软件我们的ARM核也是支持多种系统的，比如说LINUX，和VXWORKS，与ARM工具兼容。同时我们还可以把FPGA作为本身的一个协助处理器来完成。有了硬件的设计，同时再加上CPU的设计以外，还需要硬件这个硬件基于ATU的一个模块。硬核跟ARM核结合在一起。甚至于几个礼拜缩短到两三个小时。刚才讲的对我们工具，包括器件的一些支持，现在想给大家探讨一下，因为有了一个好的工具，一个好的器件，但是无论他成功与否，在实际运用中运用得是否广泛，我们对整个市场划分我们发现由于我们推出了两款SOC的APG，在低端我们可以放到能源跟工业方面，比如有一些智能电网，包括一些传送控制，同时还可以运用到一些异地处理方面。还可以用到像云计算方面，大家对运用动态了解的话，知道facebook，谷歌他们是云计算非常强有力的一个推动者。因为时间关系，我就跟大家分享一个案例。

　　我们看一看我们在高清晰的摄像机里面，我们到底完成什么工作。在左边目前来讲，一种所谓的高清晰的IP摄像机，他的主要模块有两个，一个是DSP，第二个是FPGA，DSP主要完成音频跟视频的连接，还有像图象的一些处理。但是有一些处理不了的，我们叫宽幅的处理，对一些传统图象，有一个象素点是最亮的，跟一个像素点是最暗的这两个比值我们叫动态范围，传统的算法，由于他采样频率可能要需要10几毫米要处理一次，这样就导致了当你你这一次采样，可能对最亮的点暴光，对暗点可能暴光不够。所以摄像机对某一个图象进行了采样以后，这个采样在你存储器里面可能会失真。他也有算法会在10几个采样里面选一个最好的点作为象素承受点，这样会有一个高清晰的图象。这个功能在传统的DSP里面是没法做的，所以如果你要做到高清晰的IP摄像机的话，两个器件，DSP加上FPGA，本身你可以带ARM硬核来处理，同时APG可以完成像宽频的处理，还可以做一个灵活的接口配置。

　　最后的处理对28纳米的SOC，APG我们创新在两个方面，一个是硬件方面我们在FPGA成双核的ARM9在里面，同时我们APG本身他的工艺也是才有28纳米的工艺，同时有很好的集成工具能够跟你的CPU能够很好的连接在一块。同时采用了ARM9的硬核，同时有本身的开发环境。不管是硬件方面有所创新，还是软件方面做的创新，都会给客户带来一个好处，包括你成本的降低，包括你性能的提升，包括你功耗的降低。Altera将会在10月份推出两个带ARM9核，低功耗的工艺，用了这个有什么好处呢，第一个可以提高使用性能，第二可以降低功耗，包括系统的成本，甚至对PC机来讲有一个很大的改善。，我今天的演讲就结束了，大家有什么问题可以提问。

Altera推出基于ARM的SoC FPGA