Programmerbar logik får 2 miljoner grindar

Altera presenterar Raphael, en arkitektur som gör det möjligt att tillverka programmerbara logiska kretsar med smått fantastiska 2 miljoner grindar.

Konkurrenten Xilinx har ännu inte redovisat detaljerna i sin nya arkitektur Denali, men företaget utlovar också upp till 2 miljoner grindar i nästa generations FPGA-kretsar.

Att trycka in gamla arkitekturer i allt finare kiselprocesser fungerar bra till en viss gräns. Men förr eller senare krävs ett nytänkande för att de programmerbara logiska kretsarna verkligen ska kunna dra nytta av kiselutvecklingen. Med allt finare geometrier stjäl exempelvis ledningarna mer tid än grindarna och även effektförbrukningen ställer nya krav när de tätt packade grindarna kombineras med allt högre frekvenser.

Altera, marknadens största CPLD-leverantör, presenterade nyligen sitt recept för att producera kretsar med upp till 2 miljoner grindar i framtida 0,15 μm- processer. När dessa värstingkretsar ska finnas tillgängliga preciseras däremot inte. De första Raphaelkretsarna, som innehåller 500 000 programmerbara grindar, väntas däremot finnas tillgängliga i början av 1999. De tillverkas då i en 0,25 μm-process med sex metallager, i slutet av 1999 väntar ett processbyte till 0,18 μm.

Kombinerar tre strukturer

Hur ser då arkitekturen ut som ska göra detta möjligt? Altera utnyttjar helt sonika en kombination av tre logikstrukturer ur det egna sortimentet: Flex6000- seriens LUTs - Look-up Tables, Max7000-seriens produkttermer plus RAM-block. Strukturen med tre typer av kärnor har döpts till Multicore.

Företaget har även utvecklat en syntesalgoritm kallad Coresyn, som ska mappa varje logikfunktion på den mest lämpade kärnan. Snabb kombinatorisk logik implementeras med fördel i en produkttermskärna, medan generell logik gör sig bäst i en LUT-baserad kärna.

En annan nyhet är ledningsdragningen som numera görs i fyra hierarkier, något som möjliggörs av Raphaels fem till sju metallager.

Nykomlingarna sägs klara systemfrekvenser upp till 100 MHz, men pressmaterialet andas inte ett ord om effektförbrukning. Enligt Anders Oldebäck, försäljningschef på Altera, kommer dock effektförbrukningen ligga helt i linje med dagens Alterafamiljer.

Täcknamn Denali

Xilinx, FPGA-världens jätte, har också en ny arkitektur på gång. Denali, som är arkitekturens namn, lanseras egentligen först i slutet av november men vissa intressanta detaljer har dock läckt ut i förväg. Denalikretsarna kommer erbjuda mycket hög densitet, upp till 2 miljoner grindar.

Drivcellerna på in- och utgångar skall kunna programmeras för att klara olika spänningsnivåer och signaleringsstandarder. En annan nyhet blir optimerad hierarkisk ytplanering.

Xilinx har även planer på en hierarki av RAM-lösningar och satsar hårt på att erbjuda en plattform för återanvändbara byggblock, eller kärnor som de också kallas. I nästa nummer av Elektroniktidningen hoppas vi kunna presentera en utförligare beskrivning.

Charlotta von Schultz