Halvfabrikat som utmanar FPGA-jättarna

Med Nextreme tar amerikanska eAsic steget från att vara IP-leverantör till att på allvar utmana jättarna i FPGA-världen. Nextreme är något så udda som ett slags gatearray, ett halvfabrikat som kan användas på liknande sätt som en FPGA, men som får en effektförbrukning och ett pris som ligger mer åt asichållet. Och utan att för den sakens skull kräva mobiltelefonvolymer på beställningarna.

I motsats till andra halvfabrikat finns det ingen startkostnad för eAsics programmerbara kretsar i Nextremefamiljen. I varje fall inte om volymerna är låga. Brytpunkten är som vanligt flytande men ligger mellan 1000 och 2000 exemplar. Behöver man större volymer lönar det sig att ta fram ett maskset.

Precis som andra halvfabrikat kan programmeringen av ledningsdragningen (routingen) i kretsarna inte göras av kunderna, det sker istället i en halvledarfabrik. Men programmeringen av Nextreme är relativt enkel, det handlar om att göra viahålen (förbindelserna) mellan de två översta metallagren. Det görs med elektronstrålelitografi för mindre volymer vilket också innebär att det går att blanda kretsar från olika kunder på samma kiselskiva.

Med Nextreme slår eAsic både mot asicleverantörerna och mot de större FPGA:erna. Jämfört med cellbaserade asicar är Nextreme visserligen inte riktigt lika yt- och effektsnål men risken är dramatiskt lägre eftersom cykeltiden är kortare. Att tillverka Nextreme tar i bästa fall inte mer än tre veckor.

Jämför med FPGA:er är Nextreme billigare, har lägre effektförbrukning och bättre prestanda men tar längre tid att programmera. Dessutom är infrastrukturen i form av IP-block än så länge mycket mager. Men eAsic har ambitionen att ändra på det och dessutom går det att använda gratis IP-block från till exempel Open Cores.

Nextreme tillverkas i en 90 nm-process och kan klockas i 350 MHz. Den kommer i modeller som innehåller motsvarande 350 000 till 5 miljoner asicgrindar. I eAsics värld innebär det 26 624 till 358 400 så kallade e-celler. e-cellerna är celler med LUT:ar och vippor och motsvarar FPGA celler.

Förutom logik innehåller kretsarna också minne, både distribuerat RAM-minne och block-RAM, som båda går upp till 5,6 Mbyte.

Vidare finns det upp till åtta PLL:er för klockgenerering och DLL:er för fasfördröjning av till exempel klockor eller snabba seriegränssnitt.

Kretsarna levereras i olika QFP- och BGA-kapslar med allt från 68 till 802 in- och utgångar som är organiserade i åtta banker med separat matning, jord och spänningsreferens.

Förutom logikgrindarna innehåller Nextreme även en hårdkodad åttabitarsprocessor i form av en 8051:a. Den sköter om självtesten vid start liksom inladdningen av programmet som normalt ligger i ett externt minne.

Det finns dock möjlighet att lägga in programkoden i kretsen på liknande sätt som i en flashbaserade FPGA. Användaren kan dock inte göra programmeringen själv. Det sker genom programmering av det understa via-lagret vilket innebär att det behövs ytterligare ett maskset.

Priset för den största modellen med 5 miljoner grindar ligger på 50 dollar i kvantiteter om 100 000 exemplar.

Svensk representant är Orsoc.