賽靈思和英特爾都在優先考慮數據中心，這正在推動可編程邏輯研發向高性能插槽方向發展。在某些情況下，這些趨勢也影響著嵌入式電子領域應用的發展。但對于無數應用而言，功耗和散熱與性能一樣重要，如果不是更重要的話。這些用例通常位于邊緣，涵蓋從傳感器集線器到顯示控制器再到圖像處理和 AI 推理平臺的所有內容。

是的，開發這些解決方案的應用工程師、OEM 和集成商需要提高性能并增加工作負載的多功能性。但它們也需要保持在成本、功率和熱限制范圍內。

出于這個原因，Microchip 繼續在其 PolarFire FPGA SoC 系列中進行創新——推出的具有 25K 邏輯元件和硬化四核 RISC-V CPU 的 MPFS025 SoC。

據該公司稱，MPFS025 SoC 提供：

與競爭性 SRAM FPGA SoC 產品相比，功耗降低多達 50%

300 MHz 結構和 450 MHz DSP 流水線，可實現領先的 4K60 傳輸和處理效率

四個多速率、多協議 12.7 Gbps 收發器

強大的知識產權保護植根于加密控制的供應鏈

高效的可編程性能

盡管具有性能和安全優勢，但效率是 Microchip 的 MPFS025 PolarFire FPGA SoC 的頭條新聞。正如您在下圖中看到的那樣，這體現在 CoreMark 得分為 5200，功率僅為 1.2 W。

這要歸功于主 RISC-V RV64GC 內核上的 32 個整數和 32 個浮點寄存器，以及組織成 18 x 18 MACC 的 68 個數學塊。這些查找表是可分割的，這意味著它們可以簡化為兩個 9x9，因此計算可以優化到不同的位分辨率。

為什么這種效率水平真的很重要？嗯，顯而易見的答案是任何具有固有功率敏感性的系統設計都將從中受益。但更深入一點，考慮到更高的性能通常意味著更多電路的頻率和電壓更高，這會導致產生過多的熱量。

Microchip FPGA 產品營銷總監 Tim Morin 表示，散熱成本大約為 1.5 美元/W，因此，如果您可以用最少的電路啟動來最大化性能，您可以降低系統成本或將您的設計部署到更惡劣的環境中，或兩者。

RISC-V 拯救嵌入式圖像處理

但回到 RISC-V。除了處理效率之外，片上 RISC-V 內核的另一個優勢是它們允許一般嵌入式工程師在基于可編程邏輯的設備上運行熟悉的 Linux 和/或 RTOS。

一旦這些開發人員習慣于使用 Microchip 的 Libero Design Suite 2021.2 版等軟件工具在 FPGA SoC 上進行開發，他們就會發現靈活的 2 MB L2 高速緩存和 LPDDR4 內存支持可供他們使用以進行應用開發。

MPFS025 PolarFire FPGA SoC 的功能組合使其在嵌入式視覺系統設計中幾乎即插即用。下圖顯示了位于圖像處理管道核心的 SoC，工程師只需將傳感器集成到前端和外部存儲器或輸出端即可。

當然，開發人員會希望增加更多的價值。在許多情況下，該價值將在應用程序級別。為此，Microchip MPFS025 PolarFire FPGA SoC 支持 OpenVX 等開放式開發框架以及VectorBlox 加速器軟件開發套件 （SDK）等更具針對性的解決方案。

VectorBlox SDK 與可在 Libero 中訪問的 AI IP 配對，以幫助沒有機器學習經驗的開發人員優化神經網絡算法，如無快門補償或圖像增強，以便在 PolarFire FPGA SoC 上執行。VectorBlox/PolarFire FPGA SoC 組合實現了比其他解決方案高 2-3 倍的節能推理。

同樣在工具方面，Microchip在2021 RISC-V 峰會之前發布了智能嵌入式視覺平臺。智能嵌入式視覺平臺集成了 RISC-V 應用程序開發人員創建嵌入式視覺或物聯網邊緣計算解決方案所需的所有構建塊，包括：

雙 4K MIPI CSI-2 攝像頭

帶有 FPGA 夾層卡擴展的 HDMI? 2.0

CoaXPress? 2.0

SDI（6 Gbps 和 12 Gbps）

具有自動協商功能的通用串行 10 GE 媒體獨立接口 （USXGMII） MAC IP

USB 3.1 Gen 1 和 Gen 2 協議支持

充分利用中檔

應用應該決定技術，而不是相反，因此 Microchip 將繼續發展其中端 FPGA SoC 產品組合，包括 MPFS025 等設備。硅預計在 2022 年第一季度推出。

對于那些剛接觸 RISC-V 的人來說，最后一個重要的考慮因素是不斷增長的生態系統，它可以幫助加速和保護您的工程投資。例如， Microchip 的 Mi-V RISC-V 生態系統得到了來自 AdaCore、Amazon FreeRTOS、DornerWorks、Green Hills Software、Hex Five、Siemens Embedded、Veridify Security 和 Wind River 的免費和商業軟件和工具的支持，以獲取視覺系統建立在準備上市的平臺上。

由于它是一個開放標準，為 PolarFire 設備開發的代碼可以擴展和縮減 Microchip FPGA SoC 產品組合以及其他 RISC-V RV64GC 目標，而無需從頭開始。

審核編輯：郭婷