Nach Angaben von Danny Biran, Vice President Product & Corporate Marketing bei Altera, kreirte das Unternehmen mit „Stratix III erstmals ein Produkt, das komplett parallel zur Software entwickelt wurde“. In Kombination mit der Design-Software Quartus II Version 6.1 weisen die FPGAs eine „50 Prozent geringere Leistungsaufnahme bei 25 Prozent höherer Geschwindigkeit und der doppelten Logik-Komplexität im Vergleich zum Vorgänger“ auf, während 40 verschiedene I/Os zur Verfügung stehen.

Mit der Programmable-Power-Technology lässt sich jeder programmierbare LAB (Logic Array Block), DSP- und Speicher-Block unabhängig für den Betrieb im High-Speed- oder Low-Power-Mode programmieren. Die PowerPlay-Funktion der Quartus II-Software in der Version 6.1 analysiert das Design automatisch und identifiziert so Blöcke für kritische Pfade, die für höchste Geschwindigkeit ausgelegt werden müssen. Diese werden dann für den High-Speed-Mode konfiguriert, während die restliche Logik für den Low-Power-Betrieb programmiert wird. Ebenfalls zur Optimierung der Leistungsaufnahme trägt die wählbare Core-Spannung bei. Diese kann für hohe Geschwindigkeit auf 1,1 V gesetzt werden, während für minimale Leistungsaufnahme eine Core-Spannung von 0,9 V nutzbar ist.

Für den Massenmarkt

Selbst in ziemlich kostenkritischen Anwendungen kommen FPGAs in immer größerem Umfang an Stelle von ASICs zum Einsatz. Exakt für diejenigen Massenanwendungen, in denen die Anzahl der Ein-/Ausgänge sowie deren Möglichkeiten entscheidender sind als die Logik-Dichte hat Xilinx die FPGAs des Typs Spartan-3A konzipiert, die 26 verschiedene I/Os inklusive DVI und HDMI unterstützen. Außerdem gibt es vorentwickelte Lösungen z. B. für PCI, PCI-Express, USB, Firewire, CAN und SPI sowie Unterstützung für die gängigen DDR- und DDR2-Speicherschnittstellen bis 333 MBit/s. Die neue Plattform besteht aus fünf Komponenten mit einer Komplexität von bis zu 1,4 Millionen Gattern und 502 I/Os. Zur Verringerung der Verlustleistung sind zwei Betriebsarten vorgesehen: Suspend- und Hibernate-Modus. Im ersten Fall sinkt die statische Verlustleistung um über 40%, wobei die Übergangszeit zum Normalbetrieb unter einer Mikrosekunde liegt und eine Synchronisation auf Systemebene über die Zeitbereiche wirkt. Bis zu 99% Leistung lassen sich im Hibernate-Modus sparen, aus dem binnen 100 ms in den Normalbetrieb umgeschaltet werden kann. Außerdem verfügen die Spartan-3A-Bausteine über eine unverwechselbare Seriennummer, die z. B. für das Anti-Cloning nutzbar ist.

Softcore als Open-Source

Eine Besonderheit bei der Lizenzierung stellt der 32-bit-Softcore LatticeMico32 dar, den das Unternehmen als Open-Source mit leicht veränderter GNU-GPL zur Verfügung stellt. Damit stehen den Entwickler erstmals langfristig die Produkte aller FPGA-Anbieter zur Verfügung, während gleichzeitig die eigene Unternehmens-IP weiter nutzbar ist – und zwar bei voller Transparenz des Source-Codes.

FPOAs

Und dann sind da noch die neuen FPOAs (Field Programmable Object Arrays) des Newcomers Mathstar. FPOAs sind besonders leistungsfähige, reprogrammierbare integrierte Schaltungen auf der Basis der proprietären Silicon Object-Technologie. So arbeitet z. B. das FPOA Arrix MOA2400D Logikfunktionen mit einer Taktrate von bis zu 1 GHz ab. Damit sind die FPOAs erheblich schneller als die anderen derzeit kommerziell verfügbaren programmierbaren Logikbausteine. Mehr zum Thema FPOAs erfahren Sie in der nächsten Ausgabe der elektronik industrie. (av)