Tempi di sviluppo ancora più rapidi per gli Fpga

FPGA –

Xilinx ha presentato sei nuovi kit rivolti specificamente alle applicazioni di connettività, embedded e Dsp. Lo scopo: ridurre i tempi di sviluppo dei progetti basati su Fpga, consentendo ai progettisti di concentrarsi unicamente sugli aspetti innovativi del loro particolare sistema.

Xilinx ha recentemente annunciato nuovi kit di sviluppo per i dispositivi Virtex-6 e Spartan-6 rivolti a tre specifici domini applicativi: connettività, embedded e Dsp. Ciascun kit comprende una scheda di sviluppo espandibile tramite Fmc (Fpga Mezzanine Card), un ambiente di progettazione ottimizzato, progetti di riferimento riguardanti il dominio applicativo prescelto, blocchi di IP specifici, “tutorial” ecc. I sei nuovi kit (tre per i dispositivi Spartan-6, più altri tre per i Virtex-6) incarnano il secondo livello della piramide che rappresenta graficamente la “Targeted Design Platform” di Xilinx, l'iniziativa messa in campo dal produttore di Fpga per offrire in modo organico soluzioni di sviluppo ottimizzate per i diversi settori applicativi e i diversi mercati. La piattaforma di primo livello - cioè il kit di sviluppo di base, utilizzabile per tutte le applicazioni - era già stata resa disponibile in precedenza.

Il kit connettività per Spartan-6
Il kit rivolto al dominio applicativo “connettività” per i dispositivi della famiglia Spartan-6 è basato sui chip della serie Spartan-6 LXT. Consente l'impiego di protocolli quali Pci Express (versione 1.1), Ethernet (GMII, SFP) e DDR3, oltre ad altre comunicazioni seriali standard e personalizzate fino a 3,125 Gb/s e a vari protocolli paralleli, compresi gli standard I/O 3,3 V. Il pacchetto comprende l'ambiente di progettazione Ise Design Suite nella versione Embedded Edition ottimizzata per i progetti di logica e connettività, “device-locked” ai dispositivi Spartan-6 LX45T. Il progetto di riferimento incluso nel kit, pre-verificato e personalizzabile, integra PCIe, Gigabit Ethernet e memoria DDR3 con Fifo virtuale e un packet Dma di Northwest Logic ottimizzato per questa applicazione.

Il kit connettività per Virtex-6
Ancora nel dominio applicativo della connettività, il kit rivolto ai più potenti dispositivi Virtex-6 è basato sui chip della famiglia Virtex-6 LXT. Consente l'impiego di Pci Express 1.1/2.0, Ethernet (GMII, SFP, XAUI), Sata e altri protocolli seriali proprietari fino a 6,5 Gb/s, oltre a vari standard paralleli fino a 1,4 Gb/s. Il progetto di riferimento pre-verificato e personalizzabile integra core di IP relativi ai protocolli Pci Express e XAUI in un sistema che comprende l'accesso a una memoria DDR3 on-board tramite un Fifo virtuale e un packet Dma ottimizzato per aumentare la larghezza di banda. In questo caso l'ambiente di progettazione ottimizzato Ise Design Suite comprende ChipScope Pro Analyzer e il Serial I/O Toolkit, “device-locked” al dispositivo Virtex-6 LX240T. Il kit comprende vari esempi di progetti tra cui configurazioni SFI4.1, SFI5, PCIe 2.0 e 1.1 multi-lane.

I due kit embedded
Ovviamente anche i due kit rivolti al dominio applicativo embedded si differenziano per i livelli di prestazioni raggiungibili: la versione per Spartan-6 è una piattaforma a basso costo per applicazioni di base che comprendono funzioni di connettività, mentre la versione per Virtex-6 costituisce un ambiente completo per sistemi che richiedono elaborazione ad alte prestazioni, connettività seriale e interfacciamento avanzato con la memoria. Entrambi i kit offrono un progetto di riferimento basato sul processore MicroBlaze e comprendono esempi di progetti per l'elaborazione video, oltre a tutorial sull'ulteriore personalizzazione del sistema. Per lo sviluppo di software standalone viene fornito un Software Development Kit basato su Eclipse e dotato di strumenti Gnu, di wizard per la creazione di applicazioni software e linker scripts, flash writer, librerie standard 'C' e driver per periferiche. Lo sviluppo di software basato su Linux o Rtos è possibile tramite un ecosistema di sistemi operativi e middleware prodotti da altre società (PetaLinux OS di PetaLogix, uC/OS-II e uC/TCP-IP di Micrium, uno stack TCP/IP ad alte prestazioni fornito da Treck).

Il kit Dsp per Spartan-6
Il kit per i dispositivi Spartan-6 rivolto al dominio applicativo degli algoritmi Dsp è basato su una scheda di sviluppo realizzata dal distributore Avnet e denominata AS-LX150T, sulla quale è installato un chip Spartan-6 LX150T. Questo Fpga comprende 180 blocchi funzionali Dsp (slice Dsp48A1, nel gergo di Xilinx) che complessivamente raggiungono una potenza di elaborazione massima di 50 GMACs. Lo sviluppo di applicazioni Dsp può essere effettuato anche da progettisti che non hanno esperienza di RTL utilizzando il System Generator con gli ambienti di modellazione Simulink e Matlab. La scheda è dotata di due connettori per FMC. Il kit comprende l'ambiente di progettazione ISE Design Suite nella System Edition, “device locked” al chip Spartan-6 LX150T, oltre a progetti di riferimento per Duc (Digital Up Converter) e Ddc (Digital Down Converter) sia in Simulink sia in RTL.

Il kit Dsp per Virtex-6
Nel caso dei potenti dispositivi Virtex-6, il kit rivolto al dominio applicativo Dsp è basato su una scheda realizzata da Xilinx (ML605) equipaggiata con il chip Virtex-6 LX240T. Questo Fpga comprende 788 blocchi funzionali Dsp48 che complessivamente raggiungono una potenza di elaborazione di 472 GMACs. Come per il kit precedente, lo sviluppo di applicazioni Dsp può essere effettuato anche da progettisti che non hanno esperienza di RTL utilizzando il System Generator con gli ambienti di modellazione Simulink e Matlab. La scheda è dotata di due connettori FMC. Il kit comprende l'ambiente di progettazione ISE Design Suite nella System Edition, “device locked” al chip Spartan-6 Virtex-6 LX240T. Anche in questo caso i progetti di riferimento riguardano un Digital Up Converter e un Digital Down Converter.

I vantaggi
Secondo quanto dichiarato a Selezione di Elettronica da Giles Peckam, senior marketing manager di Xilinx per l'area Emea, l'impiego dei nuovi kit consente di ridurre notevolmente i tempi di sviluppo dei sistemi basati sugli Fpga Xilinx. A questo proposito Peckam ha illustrato due esempi: nel caso di un'applicazione embedded riguardante una funzione RoHC (Robust Header Compression) per comunicazioni wireless, il tempo di sviluppo è sceso da sei a quattro mesi; nel caso di un'applicazione di connettività riguardante un'autenticazione di sicurezza e un acceleratore hardware, si è passati da dodici a nove mesi. Il manager di Xilinx ha inoltre spiegato i motivi per cui il kit Spartan-6 rivolto al dominio Dsp impiega una scheda realizzata da Avnet: la grande società di distribuzione, che vanta competenze specialistiche nel campo del Digital Signal Processing, conta in questo modo di attrarre gli utilizzatori degli Fpga Xilinx. Nei prossimi mesi Xilinx prevede di completare il programma delle Targeted Design Platform con la presentazione di ulteriori kit di sviluppo rivolti al terzo livello della piramide, cioè ai singoli mercati: comunicazioni wireless, trasmissioni broadcast, pilotaggio di display, settore automobilistico ecc.

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