使用带有片上高速网络的FPGA的八大好处

　　Byte：字节

图8：使用分组模式的400 Gbps以太网

　　降低逻辑占用并提高整体FPGA性能

　　与以前的传统FPGA相比，Speedster7t NoC具有更大的灵活性和更简单的设计方法。一个潜在的好处是NoC会自动减少给定设计所需的逻辑量，设计可以使用NoC代替FPGA逻辑阵列来进行模块间布线。ACE设计工具自动管理将设计单元连接到Speedster7t NoC的复杂性，因此设计人员无需编写HDL代码即可实现生产率。这种方法简化了实现时序收敛的耗时挑战，同时又不会由于FPGA逻辑阵列内的布线拥塞而降低整体应用性能。NoC还可以在不牺牲FPGA性能的情况下提高器件利用率，并且可以显着增加可用于计算的查找表（LUT）数量。

　　为了强调这一优势，我们创建了一个支持二维输入图像卷积的示例设计。每个模块都使用Speedster7t机器学习处理器（MLP）和BRAM模块，每个MLP在一个周期内执行12次int8乘法。将40个二维卷积模块链接在一起，以利用器件中几乎所有可用的BRAM和MLP资源。总共有40个二维卷积示例设计实例并行运行，使用了94％的MLP、97％的BRAM、但仅使用了8％的LUT。在总的可用LUT中，其余92％的LUT仍可被用于其他功能。

　　随着更多的实例被内置于器件中，单个单元模块的最高频率（FMAX）不会降低。该设计能够保持性能，因为进出每个二维卷积模块的数据可以直接从连接到NoC的NAP访问GDDR6内存，而无需通过FPGA逻辑阵列进行布线。

　　图9：一个带有40个二维卷积模块实例的Speedster7t器件

　　结论

　　Speedster7t NoC实现了FPGA设计过程的根本转变。Achronix是第一家实现二维片上网络（2D NoC）的FPGA公司，该2D NoC可以连接所有的系统接口和FPGA逻辑阵列。这种新型架构使Achronix公司的FPGA特别适用于高带宽应用，同时显著提高了设计人员的生产率。由于NoC管理了FPGA中设计的数据加速器和高速数据接口之间的所有网络功能，因此设计人员只需要设计其数据加速器并将其连接到NAP原语即可。ACE和NoC负责其他所有事务。通过使用NoC，FPGA设计人员将受益于：

　　l  在整个FPGA逻辑阵列中简化高速数据分发

　　l  自动将PCIe接口连接到存储器

　　l  在独立的FPGA逻辑阵列模块上实现安全的局部重新配置

　　l  轻松支持硬件虚拟化

　　l  简化团队化设计

　　l  通过独立的接口和逻辑验证加快设计速度

　　l  采用分组模式简化400 Gbps以太网应用

　　l  降低逻辑占用并提高整体FPGA性能

（编辑：晋中站长网）

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