Xilinx добавляет двухъядерную модель Cortex-A53 / FPGA Zynq SoC

Xilinx представила двухъядерную «CG» версию своего Cortex-A53 / FPGA Zynq UltraScale + MPSoC, а Mentor Graphics объявила о поддержке Android 5.1 и Linux.

Еще в феврале 2015 года Xilinx анонсировала следующее поколение Zynq UltraScale + MPSoC (многопроцессорная система на кристалле) после своей популярной гибридной системы на чипах ARM / FPGA Zynq 7000 .
16-нм четырехъядерный процессор Cortex-A53 SoC, который оснащен более быстрой FPGA, графическим процессором и двумя микроконтроллерами Cortex-R5, уже запущен в производство, и теперь Xilinx представила двухъядерную версию SoC «CG» в связи с поставкой в первой половине 2017 года.

CG SoC предназначен для управления промышленным двигателем, слияния датчиков и промышленного IoT.
В отличие от этого, флагманская четырехъядерная модель EG ориентирована на проводную и беспроводную инфраструктуру следующего поколения, облачные вычисления, аэрокосмические и оборонные приложения.
В дополнение к анонсу CG компания Mentor Graphics объявила о поддержке Android 5.1 и Mentor Embedded Linux для всего семейства UltraScale + MPSoC (см. Ниже).


Блок-схема Zynq UltraScale + MPSoC CG

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Ходят слухи, что Xilinx недавно получил предложение о приобретении на сумму 15 миллиардов долларов , а более ранние слухи указывали на Qualcomm в качестве потенциального клиента.
В прошлом году Intel приобрела конкурента Altera, который имеет собственный четырехъядерный 64-разрядный процессор Cortex-A53 Stratix 10 SX SoC.
Как и Zynq UltraScale + MPSoC, Stratix 10 SX объединяет ядра Cortex-A53 с матрицей FPGA.
Семейства дуэльных SoC также демонстрируют самые современные процессы изготовления: в Stratix 10 используется процесс Intel Tri-Gate 14-нм 3D, а Xilinx - процесс 16-нм 3D FinFet TSMC для UltraScale + MPSoC, включая новую CG.

Версия Zynq UltraScale + MPSoC CG объединяет флагманскую четырехъядерную модель EG и аналогичным образом предлагает новую технологию межсоединений SmartConnect, которая, как утверждается, обеспечивает 20-30-процентное преимущество в производительности / ватт.
SmartConnect позволяет оптимизировать каждое межсоединение между блоками обработки, а не просто применять универсальное межсоединение по всему SoC.
Еще одна ключевая функция UltraScale + - это «UltraRAM», новый тип блока памяти, который предлагает больше встроенной емкости с более высокой производительностью и меньшей задержкой.

Как и EG, CG также предлагает двухъядерные микроконтроллеры Cortex-R5 с векторными FPU и модулями защиты памяти.
Двойные ядра Cortex-A53 в CG работают на частоте 1,3 ГГц, а не на 1,5 ГГц, а его микроконтроллеры работают на частоте 533 МГц вместо 600 МГц.

Шесть подмоделей CG имеют FPGA, начиная с логических ячеек системы 103K, что немного больше, чем 85K ячеек, предлагаемых на первом поколении Cortex-A9 Zynq-7020, и простираются до 600K.
В других показателях производительности FPGA триггеры CLB варьируются от 94 до 548, а LUT CLB - от 47 до 274. Напротив, EG варьируется от 103K до 1143K логических ячеек, от 94 до 1045 триггеров и от 47 до 523 LUT.

В новой CG отсутствует графический процессор ARM Mali-400 MP2 от EG, а также сверхскоростная связь.
Например, он ограничен Gigabit Ethernet, а EG добавляет такие опции, как 100 Гбит / с Ethernet и 150 Гбит / с Интерлакен.


Блок-схемы для моделей EG (слева) и EV

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

После первоначального анонса Xilinx добавила модель EV, очень похожую на EG, включая четыре ядра Cortex-A53 1,5 ГГц, микроконтроллеры Cortex-R5 600 МГц и GPU Mali-400 MP2.
EV добавляет видеокодек H.265 / H.264, который поддерживает одновременное кодирование и декодирование до 4Kx2K при 60 кадрах в секунду.

EV разделяет пределы подключения нового CG, и его диапазон FPGA находится между CG и EG в более узком среднем диапазоне от 192K до 504K логических ячеек.
EV разработан для мультимедиа, автомобильной ADAS, видеонаблюдения и других приложений встроенного зрения.


Сравнительная таблица Zynq UltraScale + MPSoC

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Шесть подмоделей нового двухъядерного Zynq UltraScale + MPSoC CG - ZU2CG, ZU3CG, ZU4CG, ZU5CG, ZU6CG, ZU7CG и ZU9CG - отличаются только своими возможностями FPGA.
К общим характеристикам относятся кэш-память I / D L1 32 КБ на ядро, L2 1 МБ и 256 КБ памяти на чипе, подключенной к подсистеме Cortex-A53, и кэш-память L1 IK D на каждое ядро ​​для чипов Cortex-R5 с 128 КБ памяти на ядро.

CG поддерживает диапазон типов ОЗУ вплоть до LPDDR4 с ECC, а также память NAND и 2x Quad-SPI.
SoC поддерживает PCIe Gen2 x4, два порта USB 3.0, SATA 3.1, DisplayPort и до четырех трехрежимных портов GbE.
Другие поддерживаемые периферийные устройства включают CAN 2.0B, SDIO, UART, I2C, SPI и GPIO.

Дополнительные функции CG включают управление питанием и микросхему безопасности с поддержкой RSA, AES и SHA.
Разработчики могут начать работу с компьютерной графикой с помощью Vivado Design Suite версии 2016.3 в 4 квартале 2016 года до запуска производства в 1-м полугодии 2017 года.
Предположительно, CG также будет использовать недавно анонсированную поддержку Android 5.1 и Mentor Embedded Linux для «совместимых с переносом» моделей EG и EV.

Новые Zynqs получили Android 5.1 и Mentor Embedded Linux

Семейство Xilinx Zynq UltraScale + MPSoC было первоначально анонсировано с дистрибутивом Xilinx PetaLinux , SDK и BSP.
Теперь Mentor Graphics объявила о поддержке семейства MPSoC с дистрибутивом Mentor Embedded Linux, а также с Nucleus RTOS и новой сборкой Android 5.1 «Lollipop».
Компания также объявила о поддержке Zynq UltraScale + MPSoC в своих продуктах Mentor Embedded Hypervisor и совместимых с OpenAMP Mentor Embedded Multicore Framework .

По словам Mentor Graphics, Zynq UltraScale + MPSoC изолирует аппаратные ресурсы, чтобы позволить ОС высокого уровня, таким как Linux или Android, сосуществовать с критически важными для безопасности функциями, выполняемыми ОСРВ на MCU Cortex-R5.
Компания использует эту аппаратную поддержку виртуализации с такими решениями, как Mentor Embedded Hypervisor и Mentor Embedded Multicore Framework.

«Сейчас архитекторы начинают проектировать Zynq UltraScale + MPSoC в сложные системы, состоящие из одного или нескольких Linux или RTOS, работающих на гипервизоре для ядер ARM Cortex -A53, и сред RTOS или« голого метала », работающих на ядрах ARM Cortex-R5». говорит Ментор Графика.
Разработчики могут реализовать такие функции, как распознавание голоса, богатый пользовательский интерфейс и широкие возможности настройки «без ущерба для безопасности», - говорится в сообщении компании.

Поддержка Android 5.1 происходит из порта Mentor в Android Open Source Project (AOSP) на платформу MPSoC.
Оригинальные Zynq также поддерживали Android, но Linux всегда был в центре внимания.
Новый порт предоставляет «много возможностей для развертывания Android на нетрадиционных рынках», говорит компания.

Дальнейшая информация

Двухъядерная версия CG Zynq UltraScale + MPSoC выйдет в производство в 1-м полугодии 2017 года. Более подробную информацию о MPSoC CG и ее сравнении с моделями EG и EV можно найти на этой странице продукта Xilinx Zynq UltraScale + MPSoC .
Графические порты Mentor для MPSoC будут выпущены в течение 2016 года, а поддержка Android 5.1 ожидается в третьем квартале.
Дополнительную информацию можно найти на этой странице Mentor Embedded for Xilinx .