Första FPGA:an på FD-SoI

75 procent lägre effektförbrukning, 100 gånger tillförlitligare och dessutom mindre än konkurrenterna. FPGA-familjen Crosslink-NX, som baseras på Lattice nya Nexusplattform, tillverkas i något så ovanligt som en FD-SoI-process och vill ta plats i bland annat nätverkskameror.

– Vi pratade om vårt nya sätt att utveckla produkter på analytikerkonferensen förra året. Nu kommer den första familjen, säger Gordon Hands på Lattice.

Plattformen som de nya produkterna baseras på kallas Nexus och nyttjar en kisel-på-isolator-process, närmare bestämt Samsungs 28 nm FD-SoI. Jämfört med bulk-CMOS, som vanligen används för FPGA:er, sänker FD-SoI effektförbrukningen upp till 75 procent enligt Lattice.

Processen ger också bättre motstånd mot så kallade mjuka fel. Det beror på att den aktiva delen i transistorn är betydligt mindre än i bulk-CMOS och därmed också träffytan för exempelvis neutroner som kan ändra innehållet.

– Med FD-SoI minskar de mjuka felen en faktor hundra.

Precis som tidigare använde Lattice de klassiska, fyrvägs, uppslagstabellerna för logiken men som brukligt i en ny generation är de förbättrade liksom kopplingen mellan dem. Dessutom finns hårda block för kommunikation via Mipi och PCIe Gen2 på 2,5 Gbit/s respektive 5 Gbit/s. Och så har det tillkommit ett nytt minnesblock på en halv megabit.

SRAM-baserade FPGA:er har ett rykte om sig att vara långsamma ur startblocken.

– Vi funderar på om det inte fanns en väg för att lösa det, säger Gordon Hands.

Genom diverse åtgärder som användaren inte behöver fundera på kan de nya FPGA:erna boota ungefär lika snabbt som flashbaserade FPGA:er.

Därmed har Nexus alla byggstenar som behövs för att det enkelt ska gå att ta fram nya FPGA-familjer som kan skräddarsys för olika tillämpningar.

Först ut är Crosslink-NX som är tänkt för framförallt nätverkskameror.

– Sedan tidigare har vi en produkt som heter Crosslink Plus. Den kan fungera som en brygga för video och göra lite videobearbetning. Crosslink-NX kan ta hand om uppgifter som den inte klarade av.

Den nya FPGA-familjen finns i två varianter med 17k eller 40k logikceller. Precis som tidigare har de distribuerat minne och blockminne men också det nya RAM:et på en halv megabit. Det senare är framförallt tänkt för AI-algoritmer som tappar prestanda när man inte kan ladda in all data i processorn.

– Lägger man ihop allt finns det 170 bitar minne per logikcell, säger Gordon Hands.

Vidare finns åtta hårda Mipi-block och ett för PCIe. Den som behöver mer bandbredd kan nyttja logiken genom att addera mjuka block för Mipi med 1,5 Gbit/s.

Uppstartstiden är 8 ms för den minsta varianten av Crosslink-NX och 14 ms för den största.

Den fysiska storleken är inte mycket att orda om. För den minsta modellen börjar den på 3,7x4,1 mm medan den större modellen är 6x6 mm.

Den större modellen är redan i produktion och det finns två utvecklingskort, för den som vill komma igång snabbt.

Lattice har också släppt en ny version av utvecklingsverktyget Radiant 2.0.

– Vi har bland annat adderat chip-debug, det finns bättre timinganalys och verktyget för signalintegritet är förbättrat.