Fabless FPGA/eFPGA玩家加速创新——综述
随着产品建立在一些最先进的半导体晶圆厂工艺上，如台积电的7 nm节点无晶圆厂FPGA/eFPGA供应商正在推出新的更新开源工具、新设备和新IP。2023年2月8日Jeff Child
FPGA行业的无晶圆厂部分继续为工程师提供有趣和创新的解决方案，即使更大的基于晶圆厂的FPGA玩家实际上在他们自己的独立世界中取得了进步。
正是这些较小的、无晶圆厂的FPGA技术提供商推动了嵌入式FPGA（eFPGA）的概念。eFPGA起到FPGA IP功能块的作用，这些功能块可以集成到片上系统（SoC）或ASIC上。
在本文中，我们总结了这些无晶圆厂的FPGA/eFPGA公司的一些最新产品和创新，并探讨了这些进步中的灵活性趋势。
用于eFPGA的开源实现工具
为了保持灵活性的主题，昨天Quicklogic发布了其Aurora eFPGA开发工具套件的新版本。据该公司介绍，其Aurora 2.1套件的2.1版本基于完全开源的实现。支持所有主要的硬件描述语言（HDL），如Verilog、System Verilog和VHDL。
Aurora 2.1开发工具套件基于开源组件，允许完全透明的代码。图像由Quicklogic提供
新Aurora版本的开源组件包括开源合成（Yosys）、多功能地点和路线（VPR）以及比特流生成（OpenFPGA）软件。使用这套工具，FPGA设计工程师可以直接从RTL到Quicklogic的eFPGA IP的比特流。
其中一个特点是架构分析模式。这种模式允许用户调整其应用程序的体系结构，而不是锁定在固定大小的瓦片方法中。通过使用此功能，工程师还可以确保他们生成的eFPGA IP在使用多少逻辑（LUT）、BRAM和DSP块方面得到优化，从而满足他们的应用要求。
据该公司介绍，Quicklogic的Aurora工具集的开源特性有很多好处。由于Aurora的代码是开源的，开发社区可以检查和改进它的代码。
这也确保了灵活性，理由是可公开审核的代码可以获得更高质量的软件。功能是根据优点添加的，同时仍然允许可选功能添加特定于客户的增强功能。Quicklogic的Aurora 2.1开发工具套件现已上市。
Acronix FPGA的目标高速设计
就Acronix Semiconductor而言，它是FPGA和eFPGA的供应商。它的最新产品是FPGA阵营。12月下旬，该公司宣布生产AC7t1500 FPGA。作为同一公告的一部分，该公司还透露，它已将其节能AC7t800 FPGA添加到Acronix工具套件中。Speedster7t FPGA家族的历史值得注意的是，它在2021年设计时就获得了首次通过硅的成功。
这两款FPGA都是该公司高端Speedster7t FPGA产品系列的一部分。这些FPGA建立在台积电的7纳米工艺之上。Speedster7t体系结构包括一个20 Tbps的2D片上网络（2D NoC）。该NoC实现了FPGA结构与高速接口技术之间的高速接口，如400G以太网、PCIe Gen5、GDDR6和DDR4/5。Speedster7t数据表中提供了更多信息。
Speedster7t FPGA系列概述，与7t800相比，新推出的7t15000。图片由Acronix Semiconductor提供
Speedster7t FPGA的另一个重要方面是它们的机器学习处理器（MLP）。这些MLP分布在FPGA结构中，每个MLP充当可配置的计算密集型块。这些MLP具有多达32个乘法器，支持从4位到2位的整数格式和各种浮点模式。这包括对Tensorflow的bfloat16ITALIC格式和块浮点（BFP）格式的直接支持。
据该公司介绍，Acronix Tool Suite套件配备了Acronix的ACE设计工具和Synopsys的Synplify Pro，用于合成FPGA设计。Acronix仿真库由西门子EDA公司（前身为Mentor）的ModelSim、Synopsys公司的VCS和Aldec公司的Riviera PRO支持。支持标准RTL（VHDL和Verilog）输入和行业标准模拟。该工具套件还包括一个名为快照调试器的实时设计调试工具。
eFPGA移植到7纳米工艺
与Quicklogic和Acronix都提供FPGA和eFPGA不同，Flex Logix Technologies是一家专注于eFPGA以及人工智能推理IP产品的公司。去年秋天，该公司宣布了将其EFLX 4K eFPGA IP核心（逻辑和DSP版本）移植到台积电7 nm工艺的竞争。Flex Logix表示，IP已交付给产品的主要客户，以便集成到生产ASIC中。
该公司表示，现在台积电提供了7 nm的eFPGA IP技术，工程师可以使用该IP开发设备，这些设备可以在下线后重新配置，以适应新的要求。工程师可以重新配置设备，根据需要更改标准和协议。
由于其模块化架构，工程师可以决定他们在基于eFPGA的设计中需要什么样的逻辑和DSP功能组合。Flex Logix提供的图像
因为EFLX eFPGA是模块化的，所以阵列可以分布在整个芯片中。该公司表示，这些阵列可以具有所有逻辑，也可以是重型DSP，并且可以将RAM集成到多种类型的阵列中。7 nm工艺支持是EFLX eFPGA系列的最新几何结构，目前也可用于12、16、22、28和40 nm工艺节点。更多信息请参阅EFLX eFPGA产品简介。