I consumi e l'efficienza energetica rappresentano degli elementi strategici per la differenziazione dei prodotti. Questo vale per tutte le applicazioni, dalle comunicazioni all'elaborazione fino ai prodotti industriali. Specialmente quando si progetta con degli Fpga, i consumi del circuito di solito non sono prevedibili. Essi dipendono da molti fattori, quali ad esempio il tipo di programmazione adottata dal progettista, il layout circuitale, la sequenza di accensione e spegnimento dei blocchi IP (specialmente nei transceiver) e da altri aspetti che richiedono un'attenta progettazione, focalizzata in modo specifico sull'ottimizzazione degli assorbimenti e dell'alimentazione. Quello dell'alimentazione di un Fpga è un'area dove i clienti di solito non "spendono" molto tempo, sia perché sottrae risorse allo sviluppo IP sia perché implica competenze specifiche spesso lontane da quelle core. Queste considerazioni hanno spinto Altera ad acquisire, nel maggio scorso, la società Enpirion, fornitore di prodotti integrati di conversione ad alta efficienza, noti con il termine PowerSoC (power system-on-chip). L'obiettivo Altera è oggi di agganciare le soluzioni PowerSoC di Enpirion alla propria roadmap Fpga, andando così a rimuovere i vincoli su prestazioni, consumi, ingombri e time-to-market spesso introdotti dal circuiti di alimentazione nei progetti basate su logiche programmabili. I punti di forza che distinguono la proposta tecnologica Enpirion sono tre: commutazione ad alta frequenza, elementi magnetici integrati e packaging miniaturizzati. Il tutto è ingegnerizzato nell'ambito di una soluzione di potenza system-on-chip ideale per il mondo Fpga.
I Power SoC di Enprion
I Dc-Dc converter ad alta frequenza PowerSoC Enpirion sono dotati di induttanze integrate e consentono di raggiungere dei livelli d'ingombro minimi, continuando a garantire alta efficienza, basso rumore, prestazioni termiche eccezionali e facilità d'uso. A differenza di prodotti discreti, le soluzioni Enpirion mettono a disposizione dei blocchi costruttivi totalmente simulati, caratterizzati, verificati e qualificati per la produzione. Proprio in questi giorni Altera ha annunciato i primi quattro progetti di riferimento (dedicati agli Fpga) basati sulla tecnologia di alimentazione Enpirion. I progetti hanno l'obiettivo di mettere a disposizione degli sviluppatori di Fpga e di schede, una soluzione chiavi in mano che permette di incrementare l'efficienza energetica fino al 35%, riducendo della metà gli ingombri e semplificando la distinta materiali. Rispetto alle soluzioni concorrenti, la proposta Enpirion permette di tagliare del 50% i costi associati ai condensatori bulk normalmente utilizzati in queste applicazioni. Le proposte di riferimento ottimizzate da Altera sono offerte sotto forma di progetti scaricabili, il cui comportamento è dimostrabile a livello hardware sui kit di sviluppo della società. Attualmente è disponibile un progetto destinato ai prodotti Cyclone V, mentre nuove proposte per altre famiglie Fpga a 28 nm sono attese a breve. I progetti fanno leva sui Dc-Dc converter PowerSoC di Enpirion e integrano - all'interno di un piccolo package ad alta efficienza energetica - tutti i controller, i Fet di potenza ad alta frequenza e le induttanze per un alimentatore completo. Le dimensioni e le prestazioni dei componenti sono ottimizzate per supportare i dinamici requisiti imposti per alimentare un Fpga.
La combinazione tra Fpga all'avanguardia e alimentazione dedicata, consente ad Altera di aiutare i progettisti a definire dei prodotti di sistema ad elevata efficienza energetica e ad alta affidabilità.
Il progetto di riferimento
Il progetto di riferimento offre importanti benefici anche dal punto di vista della produttività. Ciascun pacchetto contiene schemi dettagliati, note applicative, distinta dei materiali, e file Gerber dei singoli componenti: queste informazioni semplificano il layout della scheda, accelerano il ciclo di sviluppo e assicurano il successo al primo tentativo. Il primo progetto di riferimento disponibile per il download è indirizzato ai SoC Cyclone V: la roadmap è piuttosto serrata e già per il trimestre in corso Altera prevede di lanciare altri progetti di riferimento per le sue famiglie Stratix V, Arria V e Cyclone V Fpga. Altera prevede anche di dimostrare il funzionamento a livello hardware di questa tecnologia di potenza su quattro kit di sviluppo a 28 nm, dedicati alle rispettive famiglie di Fpga e di SoC.
Disponibili in produzione anche i SoC Cyclone V
Contestualmente all'annuncio dei nuovi progetti di riferimento, Altera ha confermato la disponibilità in volumi dei SoC Cyclone V e dei campioni di valutazione dei SoC Arria V. Grazie a frequenze di clock di vertice (925 MHz per I Soc Cyclone V in versione commerciale e 700 MHz per la versione automotive; 1,05 GHz, per i Soc Arria V in versione industriale) questi dispositivi rappresentano i prodotti da 28 nm a prestazioni più elevate di tutta l'industria Fpga. L'architettura Soc Altera è supportata da un vasto ecosistema di tool di sviluppo, mentre è già prevista una roadmap evolutiva verso i 14 nm. I nuovi prodotti offrono densità da 25K a 460K elementi logici: tale gamma consente ai nuovi Soc di indirizzare un vasto spettro di applicazioni embedded, dai prodotti più sensibili ai costi (quali i sistemi per l'industria dell'automazione industriale e i sistemi automotive di assistenza alla guida) ai prodotti ad alte prestazioni (quali unità radio, schede di linea 10G/40G e apparati di trasmissione). I SoC Altera combinano un processore single o dual-core Arm Cortex-A9 con una logica Fpga. Le soluzioni offrono un vasto spettro di funzioni esclusive (Ecc a 32 bit, controller di memoria larga banda con protezione integrata, capacità di boot avanzate, tre varianti di transceiver - SE, SX e ST - e interfaccia Pci Express) che aiutano i produttori di sistemi wireless, industriali, di videosorveglianza, automotive e medicali di dare vista a varianti SoC ottimizzate in termini di consumi, ingombri, prestazioni e costi.
