Efinix представила Sapphire RV64

FPGA позволяет собрать внутри кристалла не только пользовательскую цифровую логику, но и полноценный процессор. Efinix уже предлагала для этого 32-битные Sapphire, а теперь семейство получило 64-битный Sapphire RV64.

Это конфигурируемый RISC-V SoC, который создаётся внутри FPGA вместе с остальной логикой проекта.

Разработчик может выбрать от одного до четырёх 64-битных процессоров, размер кэша, объём внутренней памяти, периферию и дополнительные процессорные блоки.

До четырёх ядер и 400 МГц

Sapphire RV64 построен вокруг семиступенчатого конвейера и реализует RISC-V64IM с набором дополнительных расширений.

Частота задаётся в диапазоне от 20 до 400 МГц, хотя фактический максимум зависит от выбранной FPGA и конкретной конфигурации проекта.

Одним из главных изменений относительно 32-битных Sapphire стала поддержка SV39 MMU. Она позволяет использовать виртуальную память и запускать embedded Linux.

Для систем без Linux MMU можно вообще не включать и не расходовать на неё логические ресурсы FPGA.

Процессор можно менять под конкретную задачу

В обычном микроконтроллере набор процессорных блоков фиксирован ещё на фабрике. У Sapphire RV64 часть архитектуры выбирается во время конфигурирования FPGA.

Можно добавить FPU, предсказатель переходов, аппаратный и программный prefetch, Physical Memory Protection и другие блоки.

Особенно интересен интерфейс пользовательских инструкций. Он позволяет связать программный код непосредственно со специализированной логикой FPGA.

Например, операция обработки матрицы или собственного цифрового фильтра может выглядеть для программы как инструкция процессора, хотя сами вычисления выполняются параллельной аппаратной схемой рядом с CPU.

До 8 ГБ внешней памяти

Контроллер поддерживает DDR3, HyperRAM и LPDDR4x. В зависимости от FPGA и конфигурации можно использовать от нескольких мегабайт до нескольких гигабайт внешней памяти.

Для LPDDR4x производитель указывает скорость до 3200 Мбит/с.

Такой объём уже позволяет строить системы с Linux, крупными приложениями и локальными AI-нагрузками, которые плохо помещаются в типичную 32-битную embedded-конфигурацию.

Sapphire RV64 доступен для FPGA семейств Titanium и Topaz, а также Trion начиная с T20.

Настройка выполняется через Efinity IP Manager, а программная разработка – через Efinity RISC-V Embedded Software IDE.

Efinix отдельно позиционирует новую архитектуру для промышленной автоматики, машинного зрения, Edge AI и других систем, где программируемый процессор должен тесно работать со специализированными аппаратными ускорителями FPGA.