01.07.2015

Xilinx: Programmierbares Multi-Prozessor-SoC mit Eva-Tools

Xilinx kündigte an, dass sich sein All-Programmable-Multi-Prozessor-SoC (MPSoC) auf dem 16FF+-Halbleiterfertigungsprozess von TSMC in Produktion befindet. Der Baustein zielt auf Anwendungen wie der eingebetteten Bildverarbeitung ab, einschließlich ADAS (advanced driver assistance system) bis hin zu autonom fahrenden Automobilen, im industriellen Internet der Dinge (I-IoT) sowie in drahtlosen 5G-Kommunikationsystemen.


Das All Programmable Zynq UltraScale+ MPSoC bietet laut Xilinx die fünffache Systemleistung/Watt, erlaubt die Entwicklung von flexiblen, auf Standards basierenden Plattformen und bietet Any-to-Any-Verbindungstechnik und Sicherheitsmechanismen für komplexe Systeme.


Als heterogenes Multi-Processing-SoC kombiniert der Baustein sieben anwenderprogrammierbare Prozessoren, wie den 64-Bit-ARM-Cortex-A53 mit vier Prozessorkernen, der als Applikations-Prozessoreinheit dient, einen 32-Bit-ARM-Cortex-R5-Prozessor mit zwei Rechenkernen, der als Echtzeit-Verarbeitungseinheit verwendet wird und einen Grafikverarbeitungsprozessor ARM-Mali-400.



Sicherheitsmechanismen integriert

Die MPSoC-Familie Zynq Ultrascale+ besitzt integrierte Peripherie, Sicherheitsmechanismen und Power-Management-Funktionen. Wenn sie zusammen mit der Entwicklungsumgebung SDSoC eingesetzt wird, ermöglicht diese Bausteinfamilie den Aufbau von Systemen, die sowohl Software-definert als auch Hardware-optimiert sind.



Für ADAS, industrielles IoT und mehr

Das MPSoC Zynq UltraScale+ ist auf den Einsatz in eingebetteten Bildverarbeitungssystemen, wie industrielle Bildverarbeitung, Überwachungs- und automobile ADAS-Systeme ausgelegt. Für ADAS koppelt das Zynq-MPSoC eine parallelisierte Hardware-Bildverarbeitung und beschleunigte Bildanalyse mit einer Software basierten Konfiguration und Kontrolle von Algorithmen. Durch das Hinzufügen von UltraRAM als erweitertem Speicher für das Videozwischenspeichern, wird der Datendurchsatz maximiert und die Latenz reduziert.


Um Entscheidungen für sicherheitskritische Maßnahmen in Echtzeit treffen und Aktuator-Befehle initiieren zu können, kann das Zynq-MPSoC mit den beiden Rechenkernen des ARM-Cortex-R5-Prozessors im Lockstep-Modus zusammen mit Querschlusserkennung und mit einer Diagnose-geschützen Wahl in der programmierbaren Fabric eingesetzt werden.


Das Zynq-MPSoC wurde in Hinblick auf die Sicherheitsanforderungen des Automobilstandards ISO26262 entwickelt, wobei dennoch eine skalierbare und einfach kundenspezifisch programmierbare Plattform geboten wird, die den Entwicklungen der Anwender in der sich rapide verändernden ADAS-Landschaft Zukunftssicherheit verleiht.



Unterstützung für Sicherheitsstufe SIL3.

Für das industrielle Internet der Dinge ist die Zynq-UltraScale+-Familie geeignet, um die Datenerfassung zu integrieren, Diagnosen in Echtzeit durchzuführen und lokale Entscheidungen für intelligent vernetzte Steuerungs- und Regelsysteme zu treffen. Die Kombination des MPSoC-Prozessor-Subsystems, der programmierbaren Logik-Fabric UltraScale und dem UltraRAM-Speicher auf dem Chip ergeben eine Plattform, um die Riesenmengen an Daten für die Analyse zu verarbeiten und für die Kommunikation zwischen Maschinen (M2M) in Echtzeit zu managen.


Mit einer speziellen Sicherheits-Prozessoreinheit und den beiden Rechenkernen des ARM-Cortex-R5, die für den Lockstep-Modu konfiguriert werden können, unterstützt das Zynq-MPSoC auch die Anforderungen an die funktionale Sicherheit gemäß Sicherheitsstufe SIL3.



Fit für Kommunikationssysteme

Die Zynq-UltraScale+-MPSoC-Bausteine unterstützen auch die steigenden Anforderungen an die Datenverarbeitung im Funk- und Basisband der Kommunikationssysteme der 5. Generation. Dies beinhaltet die Unterstützung der neuen „massiven MIMO“- und adaptiven Strahlformungsarchitekturen. Die Beschleunigung der Verarbeitung im Basisband CloudRAN-Layer-1 und entsprechende Fronthaul-Applikationen mit flexibler Unterstützung von mehreren Standards und Mehrfachbändern mit niedriger Leistungsaufnahme sind möglich.


Das Zynq-UltraScale+-MPSoC mit seinem ARM-Cortex-A53-Prozessor-Subsystem mit vier Rechenkernen, nutzt ein integriertes Power-Management-System, um ein optimales Hardware-Software-Design mit geringerem Leistungsbedarf für die digitale Vorverzerrung, Steuerung der Strahlformungsfunktionen und Systemmanagementaufgaben zu implementieren.



Die Entwicklungsumgebung

Xilinx bietet für das UltraScale+-Portfolio einen Werkzeugkasten an. Die Werkzeuge enthalten die SDSoc-Entwicklungsumgebung, die eine komplette Software-definierte Entwicklungsalternative für System- und Softwareingenieure darstellt. Zusätzlich ermöglicht die jüngste Version der Design-Suite Vivado den Hardwareingenieuren, optimierte Zynq-MPSoC basierte Plattformen aufzubauen.


Xilinx hat bereits den Quellcode geliefert, um es den Open-Source-Communities, wie Linux, FreeRTOS, OpenAMP, Yocto, QEMU und XEN zu ermöglichen, Softwareprodukte für die neuen Bausteine zu entwickeln. Mit dem Software-Development-Kit (SDK), PetaLinux-Werkzeugen sowie Laufzeittreibern und Bibliotheken komplettiert Xilinx das Produktangebot.


 


--> -->