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75G Advanced:用于异构计算加速的eFPGA IPFPGA

在上图中,红色方框说明了如何使用Achronix eFPGAFPGA技术将灵活性集成到全新的RUDUCU设计中,其实现方式既可以是一个独立的器件、单片SoC,也可以在chiplet设计中作为其中一颗晶粒被封装在多芯合封模块中。

对于CU和核心RAN应用,可以使用一个或多个FPGA来支持非常高的数据速率和计算密度,以帮助服务器卸载各种面向特定的网络和无线电的工作负载。

Achronix正在与该领域内的许多伙伴进行合作,他们正在开发有针对性的解决方案。NapatechAccolade等公司正在开发面向智能网卡(SmartNIC)的FPGA半导体知识产权(IP)。这些SmartNIC可用于多种不同的5G需求,包括用于基于vRAN部署的DU。由此产生的设计包括用于网络、PDCP、安全(空中接口和回传)、OVSL1卸载的技术。未来,这些解决方案很可能还将用于多接入边缘计算的机器学习推理,特别是无线电应用。

上图中的红色单元代表了RUDU中的eFPGA功能,以及如何将一个或多块嵌入式FPGAeFPGA)逻辑块与CPUDSP和存储子系统一起集成到SoC设计中。

SoC上集成eFPGA

eFPGA是集成到定制SoCASIC中的内核。该IP可以通过购买授权获得并使用,这类似于半导体设计中使用的其他IP。与独立FPGA的设计过程不同,eFPGA设计人员可以根据其客户应用的需要,选择确切数量的逻辑、DSP和存储资源。在进入大批量生产时,eFPGA还可通过取代独立的FPGA来降低系统成本、功耗和电路板面积。

SpeedcoreeFPGA IP架构包含了许多架构性增强功能,可显著提高性能、降低功耗并缩小芯片面积。在选择Speedcore eFPGA时,设计人员可以选择架构性单元的最佳组合,包括:

·逻辑 – 6输入查找表(LUT)及集成广泛的MUX功能和快速加法器

·逻辑RAM – 对于LRAM2k,每个存储块容量为2 kb;对于LRAM4k,每个存储块容量为4 kb

·块RAM – 对于BRAM72k,每个存储块容量为72 kb;对于BRAM20k,每个存储块容量为20 kb

·机器学习处理器(MLP) – 每单元块上有32个乘法器/累加器(MAC),支持整数和浮点格式

在基于SoC的设计中集成eFPGA功能是一种理想的方式,可以提供一个灵活的、可扩展的平台,以最大限度地提高RAN设计性能,同时仍能满足这些新设计严格的功耗目标。集成eFPGA技术可以在提供独立FPGA所具有的优势之外,还可以提供一些额外的优势:

·与CPUGPU方案相比,在相同的计算能力下,这些基于eFPGA的设计的功耗更低,并可灵活地增加和更改功能。

·eFPGA的可重新配置特性提供了灵活性,以满足不断演进发展的标准,并可对已部署在现场的设备进行更新

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