Za SoCratesem: w poszukiwaniu inżynierskiej prawdy

Piątek, 20 Wrzesień 2013

Firma EBV wprowadziła na rynek nowoczesny komputer o nazwie SoCrates, bazujący na układzie System-on-Chip z rodziny Cyclone V SoC. Charakteryzuje się on niezwykle nowatorską architekturą łączącą w sobie szybki, dwurdzeniowy procesor z rdzeniem Cortex-A9 oraz zaawansowaną matrycę FPGA, której struktura logiczna wywodzi się z najlepszych rozwiązań znanych z klasycznych FPGA z serii Cyclone.

Na początku zwrócimy uwagę Czytelników na fakt, że firma Altera wprowadziła do produkcji 6 podrodzin tworzących rodzinę Cyclone V, z których trzy są klasycznymi układami FPGA, pozostałe trzy należą do rodziny układów SoC. Najpoważniejszą różnicą pomiędzy klasycznymi układami FPGA i SoC jest wyposażenie tych drugich w "twardy" (czyli wykonany w krzemie, bez możliwości rekonfiguracji), dwurdzeniowy procesor z rdzeniami Cortex-A9.

Poszczególne podrodziny różnią się między sobą także wyposażeniem w szybkie transceivery komunikacyjne (przystosowane do budowy szybkich, szeregowych interfejsów komunikacyjnych):

- w ramach klasycznych rodzin FPGA:

Cyclone V E - układy o zminimalizowanej cenie i poborze mocy, przeznaczone do stosowania w standardowych aplikacjach DSP i logicznych,
Cyclone V GX - układy wyposażone w transceivery komunikacyjne (do 12 kanałów) przystosowane do transmisji danych z prędkością do 3,125 Gb/s,
Cyclone V GT - układy wyposażone w transceivery komunikacyjne (do 12 kanałów) przystosowane do transmisji danych z prędkością do 6,144 Gb/s.

- w ramach rodzin SoC:

Cyclone V SE - układy z wbudowanymi jednym (przedostatnia litera w symbolu oznaczenia typu to "S") lub dwoma rdzeniami Cortex-A9, charakteryzujące się relatywnie niską ceną i poborem mocy, przeznaczone do stosowania w aplikacjach embedded, DSP i logicznych,
Cyclone V SX - układy z wbudowanymi dwoma rdzeniami Cortex-A9, wyposażone w transceivery komunikacyjne (do 9 kanałów) przystosowane do transmisji danych z prędkością do 3,125 Gb/s,
Cyclone V ST - układy z wbudowanymi dwoma rdzeniami Cortex-A9, wyposażone w transceivery komunikacyjne (do 9 kanałów) przystosowane do transmisji danych z prędkością do 5 Gb/s.

Oprócz standardowych, konfigurowalnych zasobów logicznych (LE - Logic Elements) oraz unowocześnionych bloków logicznych ALE (Adaptive Logic Module), układy Cyclone V są wyposażone w konfigurowalne zasoby specjalizowane w postaci bloków DSP, multiplikatorów, zespołów konfigurowalnych pamięci SDRAM (32-bitowe DDR2/DDR3, do 400 MHz), a także syntezerów sygnałów zegarowych bazujących na PLL. Niektóre typy prezentowanych układów producent wyposażył także w "twarde" interfejsy pamięci, a także interfejsy PCIe, konfigurowalne interfejsy I/O przystosowane do pracy z sygnałami LVDS.