Altera技術(shù)日展示最新HyperFlex架構(gòu)和功能安全解決方案

自從Altera被英特爾收購(gòu)至今已有三個(gè)月，對(duì)于Altera的最新動(dòng)態(tài)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)情況等，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都是十分的關(guān)心。近日，Altera在北京召開(kāi)了Altera2015年度技術(shù)日活動(dòng)，本次主題為“學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)新”。當(dāng)天Altera公司的業(yè)界專(zhuān)家和大家分享了公司的最新技術(shù)動(dòng)態(tài)和在工業(yè)領(lǐng)域的解決方案。

Altera資深銷(xiāo)售總監(jiān) Patrick Dorsey

HyperFlex：“寄存器無(wú)處不在”

隨著物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等趨勢(shì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)處理吞吐量需求的不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)FPGA架構(gòu)已經(jīng)難以滿(mǎn)足這種日益增長(zhǎng)的性能要求。對(duì)于FPGA而言，制約其性能提高的瓶頸是什么呢?據(jù)Alter的資深銷(xiāo)售總監(jiān)Patrick Dorsey介紹，F(xiàn)PGA內(nèi)核性能受限于關(guān)鍵通路，布線(xiàn)延時(shí)是性能瓶頸的主要因素。盲目地增加總線(xiàn)的帶寬不僅不會(huì)解決問(wèn)題，而且增加了擁堵。傳統(tǒng)架構(gòu)下，總延時(shí)因?yàn)椴季€(xiàn)的加寬而延長(zhǎng)，并不能起到很好的提高性能的結(jié)果。

為了解決這一問(wèn)題，Altera在Stratix 10FPGA&SOC上應(yīng)用了全新的HyperFlex架構(gòu)。據(jù)Patrick介紹：在HyperFlex 體系結(jié)構(gòu)中，內(nèi)核陣列、互聯(lián)和模塊輸入中均引入了可旁路寄存器(HYPER-REGESTERS)。傳統(tǒng)的寄存器時(shí)序重排技術(shù)是通過(guò)增加寄存器級(jí)數(shù)，減小在線(xiàn)延時(shí)，通過(guò)消除關(guān)鍵通路從而提高性能。但是，這一方法消耗了額外的布線(xiàn)和邏輯資源，限制了性能的提高。使用超級(jí)時(shí)序重排技術(shù)，寄存器可以從ALM移至超級(jí)存儲(chǔ)器，不但節(jié)省了邏輯資源而且大幅度提升了性能。使用HyperFlex新體系結(jié)構(gòu)和Intel 14 nm三柵極工藝技術(shù)相結(jié)合，與前一代高性能FPGA相比，設(shè)計(jì)人員Stratix 10 FPGA和SoC設(shè)計(jì)的內(nèi)核性能提高了2倍。是目前傳統(tǒng)架構(gòu)的二倍以上，同時(shí)功耗降低了70%。

Altera HyperFlex架構(gòu)

智能工廠：功能安全解決方案

工業(yè)是Altera在去年業(yè)務(wù)增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域之一?？梢钥吹?，從工業(yè)4.0到中國(guó)制造2025，中國(guó)的工業(yè)市場(chǎng)對(duì)于Altera來(lái)說(shuō)暗藏著重大機(jī)遇。Altera的亞太區(qū)工業(yè)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)首席經(jīng)理江允貴來(lái)專(zhuān)門(mén)向記者介紹了Altera在工業(yè)領(lǐng)域的嵌入式控制解決方案。其中最為受關(guān)注的就是功能安全的解決方案。

安全是工廠生產(chǎn)中尤為重要的問(wèn)題，近年來(lái)屢屢發(fā)生大型工廠安全事故，更激發(fā)了客戶(hù)在功能安全方面的需求。功能安全就是在安全相關(guān)系統(tǒng)中出現(xiàn)隨機(jī)、系統(tǒng)或者共因故障時(shí)，降低損害或者傷亡的風(fēng)險(xiǎn)。Altera特地推出了功能安全解決方案。

Altera功能安全解決方案

從上圖可以看出，當(dāng)工人靠近安全光幕時(shí)，安全光幕被切斷，傳感器將會(huì)發(fā)送一個(gè)終端操作的信號(hào)給支持安全功能的PLC，然后PLC會(huì)給予機(jī)器停機(jī)的指令，使機(jī)器進(jìn)入安全狀態(tài)，從而保障工人的人身安全。此外，為了防止安全光幕的傳感器意外出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法工作，支持安全功能的PLC會(huì)一直不停地發(fā)送診斷信號(hào)給安全光幕傳感器，一旦傳感器出現(xiàn)問(wèn)題即可立即發(fā)現(xiàn)，然后及時(shí)更換。

另外，為了縮短客戶(hù)安全產(chǎn)品的認(rèn)證時(shí)間，Altera專(zhuān)門(mén)推出了符合IEC61508的開(kāi)發(fā)評(píng)估板，這款開(kāi)發(fā)板采用了雙FPGA的設(shè)計(jì)，兩個(gè)FPGA可以相互比對(duì)、矯正。一旦其中一個(gè)出現(xiàn)了問(wèn)題，另一個(gè)仍然可以繼續(xù)工作。這種設(shè)計(jì)雖然成本較高，但是相對(duì)于安全來(lái)說(shuō)是完全值得的，可以極大地降低風(fēng)險(xiǎn)?？蛻?hù)使用這種開(kāi)發(fā)板，在安全驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)上可以節(jié)省18~24個(gè)月的時(shí)間。據(jù)江允貴介紹，功能安全解決方案在國(guó)內(nèi)早已有成功應(yīng)用案例，使用了Altera的FPGA的三菱電梯是最早過(guò)了安全認(rèn)證的廠家。

除了與大家分享最新的10代產(chǎn)品動(dòng)態(tài)和工業(yè)解決方案之外，Altera公司還分享了其Enpirion的電源解決方案。這種解決方案專(zhuān)為FPGA和數(shù)字負(fù)載提供動(dòng)力。據(jù)Patrick透露，這種電源管理方案也許在未來(lái)也會(huì)應(yīng)用在intel的芯片上。