معرفی تراشه adaptive مدل AMD Versal Prime VM2152 و کیت توسعه VMK180

به گفته CNX Software – Embedded Systems News

تراشه سازگار (adaptive) AMD Versal Prime VM2152

تراشه SoC سازگار AMD Versal Prime VM2152 به عنوان یک دستگاه میان‌رده برای اتصالات با سرعت بالا طراحی شده است که دارای فرستنده-گیرنده‌های ۱۱۲ گیگابیت بر ثانیه و شبکه ۶۰۰ گیگابیت در ثانیه (600 GbE) در یک بسته‌بندی کم‌مصرف است. این تراشه تعادلی میان منطق برنامه‌پذیر و بلوک‌های Hard IP برقرار می‌کند تا طراحی سیستم‌های با توان عملیاتی بالا را که در مخابرات سیمی، هوافضا و تست و اندازه‌گیری استفاده می‌شوند، بدون نیاز به مصرف توان بالاتر و پیچیدگی FPGAهای سطح بالا، تسهیل کند.
در مقایسه با AMD Versal Prime VP1902، مدل VM2152 بیشتر بر عملکرد I/O تمرکز دارد تا چگالی خالص منطق. در حالی که VP1902 سلول‌های منطقی بیشتری را ارائه می‌دهد، VM2152 پشتیبانی از حافظه LPDDR5 تا سرعت ۶۴۰۰ مگابیت بر ثانیه را اضافه کرده و شامل یک موتور رمزنگاری پرسرعت ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه است که آن را برای پردازش داده‌های سریع‌تر و ایمن‌تر نسبت به Agilex 7 مناسب می‌سازد.

مشخصات AMD Versal Prime VM2152:

• زیرسیستم پردازنده
  • APU – دو هسته‌ای ARM Cortex-A72 با حافظه نهان سطح اول (L1) ۴۸ کیلوبایت / ۳۲ کیلوبایت (با قابلیت parity و ECC) و حافظه نهان سطح دوم (L2) ۱ مگابایتی (با ECC)
  • واحد پردازش بلادرنگ (RPU) – دو هسته‌ای ARM Cortex-R5F با حافظه نهان سطح اول (L1) ۳۲ کیلوبایت / ۳۲ کیلوبایت و حافظه TCM ۲۵۶ کیلوبایتی (با ECC)
  • حافظه روی تراشه (On-Chip Memory) – ۲۵۶ کیلوبایت با ECC
• منطق برنامه‌پذیر و DSP
  • سلول‌های منطقی سیستم – ۷۵۷ هزار
  • LUTها – ۳۴۶,۱۱۲
  • موتورهای DSP – ۱,۷۰۴
  • عملکرد – ۱۱.۸ TOPS (حداکثر عملکرد INT8)
• حافظه
  • ۴ عدد کنترلر حافظه DDR5 تا ۶۴۰۰ مگابیت بر ثانیه برای LPDDR5 و ۵۶۰۰ مگابیت بر ثانیه برای DDR5
  • Block RAM – ۲۷ مگابیت
  • UltraRAM – ۵۴ مگابیت
  • حافظه PL – ۹۲ مگابیت
• نمایشگر/دوربین – حداکثر ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برای MIPI C-PHY و ۴.۵ گیگابیت بر ثانیه برای D-PHY جهت تست حسگرهای پیشرفته و ماژول‌های دوربین
• شبکه
  • ۲ درگاه گیگابیت اترنت
  • ۲ درگاه ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه Multirate اترنت MAC
  • ۱ درگاه ۶۰۰ گیگابیت بر ثانیه اترنت MAC
  • USB – یک عدد USB 2.0
  • امنیت – IP سخت‌افزاری رمزنگاری پرسرعت (HSC) ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه (Full Duplex)
• توسعه و افزونگی
  • ۲ درگاه PCIe Gen5x8 (با CPM5 DMA)
  • ۲ درگاه PCIe Gen5x4 (PL PCIE5)
  • ۲ عدد UART، ۲ عدد SPI، ۲ عدد I2C، ۲ عدد CAN-FD
  • ۸ فرستنده-گیرنده GTYP
  • ۸ فرستنده-گیرنده GTM (۵۸ گیگابیت بر ثانیه)، با پشتیبانی از حداکثر ۴ اتصال ۱۱۲ گیگابیت بر ثانیه در صورت ترکیب
• بسته‌بندی‌ها (Packages)
  • NFVD1024 – ابعاد ۳۱ در ۳۱ میلی‌متر، فاصله پایه‌ها ۰.۹۲ میلی‌متر
  • NFVM1369 – ابعاد ۳۵ در ۳۵ میلی‌متر، فاصله پایه‌ها ۰.۹۲ میلی‌متر
  • VSVD1760 – ابعاد ۴۰ در ۴۰ میلی‌متر، فاصله پایه‌ها ۰.۹۲ میلی‌متر
  • VSVA2197 – ابعاد ۴۵ در ۴۵ میلی‌متر، فاصله پایه‌ها ۰.۹۲ میلی‌متر
• دما
  • صنعتی (Industrial) – از ۴۰- تا ۱۰۰+ درجه سانتی‌گراد
  • گسترده (Extended) – از ۰ تا ۱۰۰+ درجه سانتی‌گراد

بلوک دیاگرام Versal Prime

این SoC توسط مجموعه طراحی AMD Vivado برای طراحی سخت‌افزار و پلتفرم نرم‌افزاری یکپارچه AMD Vitis برای توسعه نرم‌افزار پشتیبانی می‌شود. شما CAN سیستم‌عامل امبدد لینوکس (PetaLinux) یا کد بدون سیستم‌عامل را روی هسته‌های ARM Cortex-A72 اجرا کنید.
منطق برنامه‌پذیر (ساختار FPGA) و بلوک‌های DSP برای ایجاد شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری سفارشی استفاده می‌شوند و به شما امکان می‌دهند وظایف سنگین محاسباتی را از پردازنده برداشته و مستقیماً در سخت‌افزار اجرا کنید. با استفاده از ابزارهایی مانند AMD Vivado Design Suite و هسته‌های IP آماده AMD، این بلوک‌ها CAN برای عملیات‌های پرسرعت و با تأخیر پایین مانند پردازش سیگنال، استریم داده‌ها و بارهای کاری شبکه پیکربندی شوند.

AMD Versal Prime Series VMK180 Evaluation Kit

کیت توسعه ارزیابی VMK180

برای ساده‌سازی فرآیند توسعه، شرکت AMD کیت توسعه ارزیابی VMK180 را بر اساس تراشه سازگار Versal Prime VM1802 با ۱.۹۶ میلیون سلول منطقی و ۱,۹۶۸ موتور DSP عرضه کرده است. این کیت توسعه همچنین با ۸ گیگابایت حافظه DDR4 (قابل تعویض) و ۸ گیگابایت حافظه LPDDR4 (لحیم شده روی PCB)، PCIe Gen4 x8، کانکتورهای توسعه FMC+ و چندین رابط شبکه از جمله RJ-45، SFP28 و QSFP28 ارائه می‌شود. همچنین دارای ورودی/خروجی HDMI، مبدل USB-to-UART، پشتیبانی از CAN-FD، ذخیره‌سازی MicroSD و طیف گسترده‌ای از ساعت‌های برنامه‌پذیر به همراه ابزارهای بسته‌بندی شده مانند Vivado و Vitis برای توسعه سخت‌افزار و نرم‌افزار است.
اگرچه این کیت از VM1802 استفاده می‌کند، اما معماری مشابهی با AMD Versal Prime VM2152 جدید دارد، از جمله هسته‌های ARM Cortex-A72/R5F، زیرساخت NoC و پشتیبانی از ابزارهای Vivado و Vitis. این موضوع به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا نمونه‌های اولیه طرح‌های خود را روی VMK180 پیاده‌سازی کرده و سپس برای بهره‌مندی از ویژگی‌های پرسرعت‌تر مانند فرستنده-گیرنده‌های ۱۱۲ گیگابیت بر ثانیه، حافظه LPDDR5-6400 و رمزنگاری ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه به VM2152 مهاجرت کنند.