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FPGA以軟體定義SoC Xilinx讓AI系統設計更具彈性

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安富利台灣產品管理經理吳孟儒。

快速上市向來是系統設計所追求的目標,不過IC設計耗工費時,1顆ASIC從設計到量產短則數月長則1年,面對市場環境的快速變化顯然緩不濟急,近年來軟體定義硬體(Software Define Hardware)即成為趨勢。然而軟體的運算有其時間需求,即便ASIC架構效能再強,處理器在編解碼時仍須有一定的時脈週期,對此全球技術解決方案提供商安富利台灣的產品管理經理吳孟儒指出,Xilinx所提出的SoC + FPGA的產品,就是透過SDSoC(Software Define SoC)概念,以快速客製與硬體加速的方式,同時解決產品上市與系統運算延遲等兩大問題。

就架構來看,FPGA包含了LUT(Look up Table)、DSP、記憶體、PLL、IO等元件,透過這些元件的整合,FPGA即俱備SDSoC能力。吳孟儒表示,過去FPGA的售價較高,大多被IC設計業者用於ASIC開發前期,透過其可編程的特色,為所設計的IC驗證功能,以降低ASIC的失敗機率。後期FPGA的價格漸低,應用也開始拓展,對產品數量不大的廠商而言,ASIC的開發成本過高,因此可直接採用FPGA做為量產的產品,此外FPGA也被廣泛應用於各種領域,從消費性到非消費產品,均可見到其蹤跡。

除了應用外,FPGA本身的整合彈性也非常高,以Xilinx的解決方案為例,其FPGA不但可將CPU整合入內,也可與CPU並聯成為多核心架構,此外Xilinx也推出Zynq Ultrascale + MPSoC元件,吳孟儒指出,此平台是異構多處理器SoC,包括了處理器子系統和帶有專用引擎的可編程邏輯,工程師可自行選擇運算處所,優化系統效能與功率,在開發套件部分,Xilinx的DNNDK則可協助AI系統開發,DNNDK為深度神經網絡開發套件,其開發環境可以簡化並應用DeePhi DPU在深度學習應用上的開發與部署。

吳孟儒表示,嵌入式系統已成為AI的重要趨勢,FPGA + SoC的高整合與可編程特色,可協助系統開發者縮短產品上市時間,其日漸強大的效能,也可滿足AI系統的高度運算需求,Xilinx是FPGA產業的領導廠商,除了產品外,也提供了完整的開發套件,協助系統廠商降低AI或任何系統的開發門檻,快速掌握商機。