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可編程 SoC 幫助制造商在可配置性和性能之間找到合適的平衡點

2515145 2022-11-25 | pdf | 429.16KB | 次下載 | 免費

資料介紹

盡管半導體技術是所有電子產品的基礎，但真正使我們的現代世界成為可能的是軟件。與硬件相比，軟件提供了幾乎無限的靈活性，當在高性能微處理器上運行時，它可以提供驚人的結果。例如，如果沒有在最新處理器上運行的軟件組合，人工智能的進步是不可能的。盡管半導體技術是所有電子產品的基礎，但真正使我們的現代世界成為可能的是軟件。與硬件相比，軟件提供了幾乎無限的靈活性，當在高性能微處理器上運行時，它可以提供驚人的結果。例如，如果沒有在最新處理器上運行的軟件組合，人工智能的進步是不可能的。在過去的幾十年里，硬件和軟件之間的平衡發生了變化。人們普遍認為，現在大約 70% 的產品功能是在嵌入式軟件級別定義的，這幾乎完全是由于其靈活性。在過去的幾十年里，硬件和軟件之間的平衡發生了變化。人們普遍認為，現在大約 70% 的產品功能是在嵌入式軟件級別定義的，這幾乎完全是由于其靈活性。然而，隨著應用程序不斷突破性能界限，這種不平衡成為一個限制因素。軟件最終是以抽象形式實現的功能，這在執行時間方面帶來了不可避免的開銷。在晶體管級別的專用硬件中實現的相同功能總是執行得更快。這種性能提升通常是以靈活性為代價的，但是由于集成了三項關鍵技術的設備，在性能和靈活性之間取得正確的平衡變得更加容易：處理核心；固定功能；和可重構硬件。然而，隨著應用程序不斷突破性能界限，這種不平衡成為一個限制因素。軟件最終是以抽象形式實現的功能，這在執行時間方面帶來了不可避免的開銷。在晶體管級別的專用硬件中實現的相同功能總是執行得更快。這種性能提升通常是以靈活性為代價的，但是由于集成了三項關鍵技術的設備，在性能和靈活性之間取得正確的平衡變得更加容易：處理核心；固定功能；和可重構硬件。高性能優化解決方案高性能優化解決方案集成了所有這三種技術的設備通常稱為片上系統或 SoC。就其本質而言，它們通過將所有這些最好的特性集中在一個平臺上，提供了比固定功能設備更大的靈活性、比微控制器更高的可配置性以及比 FPGA 更多的功能多樣性。集成了所有這三種技術的設備通常稱為片上系統或 SoC。就其本質而言，它們通過將所有這些最好的特性集中在一個平臺上，提供了比固定功能設備更大的靈活性、比微控制器更高的可配置性以及比 FPGA 更多的功能多樣性。這對于應用程序來說是一個很好的組合有幾個原因。性能是主要的，可以解釋為吞吐量或實時響應。低功耗和優化設計可能是另一回事。單個設備上可以集成的功能越多，所需的外部組件就越少。這些場景涵蓋 SoC 的兩個“角點”，即提供純性能的場景和提供優化設計的場景。這對于應用程序來說是一個很好的組合有幾個原因。性能是主要的，可以解釋為吞吐量或實時響應。低功耗和優化設計可能是另一回事。單個設備上可以集成的功能越多，所需的外部組件就越少。這些場景涵蓋 SoC 的兩個“角點”，即提供純性能的場景和提供優化設計的場景。如果吞吐量是最終目標，那么很難超越 ASIC 形式的完全定制設計所提供的性能。然而，雖然 NRE 成本正在下降，但開發 ASIC 的成本仍需要與單位價格進行權衡，而且通常，該數字僅適用于大批量商業化。長期以來，FPGA 技術在一個平臺上為業界提供了類似 ASIC 的性能，該平臺可以在設備出廠后進行配置。底層技術使用查找表來模擬完全定制的邏輯，但始終存在一些硬連線功能的集成，尤其是當它涉及一個不容易在邏輯中模擬的功能時。最近，這已經發展到包括處理器子系統，這使這些設備牢牢地屬于 SoC 類別。FPGA 的行業領導者提供結合了 SoC 的三個關鍵元素的設備。這包括來自如果吞吐量是最終目標，那么很難超越 ASIC 形式的完全定制設計所提供的性能。然而，雖然 NRE 成本正在下降，但開發 ASIC 的成本仍需要與單位價格進行權衡，而且通常，該數字僅適用于大批量商業化。長期以來，FPGA 技術在一個平臺上為業界提供了類似 ASIC 的性能，該平臺可以在設備出廠后進行配置。底層技術使用查找表來模擬完全定制的邏輯，但始終存在一些硬連線功能的集成，尤其是當它涉及一個不容易在邏輯中模擬的功能時。