듀얼 구성 플래시, 아날로그, 임베디드 프로세싱
통합으로 시스템 차원의 유용성 제공
알테라(Altera)는 10세대 제품 포트폴리오로 새롭게 추가되는 제품으로 비휘발성 MAX® 10 FPGA의 공급을 시작했다. TSMC의 55nm 임베디드 플래시 프로세스 기술을 적용한 이 제품은 소형 폼팩터의 저가격대 ‘instant-on’ 프로그래머블 로직 디바이스로 듀얼 구성 플래시, 아날로그, 임베디드 프로세싱을 통합함으로써 비휘발성 FPGA로 일대 혁신을 예고하고 있다.
지난 달부터 공급되기 시작한 MAX 10 FPGA는 Quartus® Ⅱ 소프트웨어, 평가 키트, 디자인 예, Altera Design Services Network(DSN)를 통한 설계 서비스, 도큐멘테이션, 교육을 비롯하여 빠른 시스템 개발을 위한 포괄적인 설계 솔루션을 지원한다.
Fuji Xerox의 컨트롤러 개발 그룹 책임자인 Katsuhiko Yanagisawa는 “알테라의 새로운 MAX 10 FPGA에 거는 기대가 크다. 이들 디바이스는 시스템 관리와 동반 칩 기능에 이용하도록 ADC와 듀얼 구성 기능의 플래시 메모리를 비롯, 더 높은 수준의 통합을 이루고 있다. 이러한 기능들을 활용함으로써 우리 회사의 다기능 프린터 제품으로 보드 부품 수를 줄이고 시스템 비용을 낮출 수 있게 되었다”고 말했다.
MAX 10 FPGA는 전체적인 BOM(Bill-Of-Materials) 비용을 낮추면서도 보드 신뢰성을 높여 사용자에게 더 높은 시스템 가치를 제공한다. 비휘발성 FPGA는 단일 칩에 다음과 같은 주요 기능들을 통합함으로써 다른 저가격대 FPGA와 비교했을 때 최고 50% 정도까지 보드 면적을 절약한다.
•최대 50K에 이르는 로직 엘리먼트 용량
•플래시 메모리 블록(사용자 플래시와 듀얼 구성 플래시)
•아날로그-디지털 컨버터
•임베디드 메모리와 DSP 블록
•DDR3 외부 메모리 인터페이스
•소프트 코어 Nios® II 프로세서를 이용한 임베디드 프로세싱
•최대 500개의 사용자 I/O
•전원 레귤레이터 통합
이러한 기능들이 통합됨에 따라 인스턴트 온(Instant-on) 구성, 페일-세이프 업그레이드, 시스템 모니터링, 시스템 제어와 같이 중요한 시스템 기능을 수행할 수 있어, 더 높은 시스템 차원의 유용성을 제공할 수 있게 된다.
‘인스턴트 온’ 아키텍처로 시스템 브링업
MAX 10 FPGA는 온-다이 플래시 메모리를 이용하여 10ms 이내에 구성할 수 있다. 시스템 관리 애플리케이션에서는 인스턴트 온 기능을 활용함으로써 MAX 10 FPGA가 시스템 보드에서 가장 먼저 사용할 수 있는 디바이스가 되도록 하며, 다른 보드 장치들의 브링업(Bring-up)을 제어하도록 할 수 있다. 데이터 패스 애플리케이션에서는 인스턴트 온 기능을 활용, 전원을 켰을 때 MAX 10 FPGA가 즉각적인 사용자 상호작용을 제공하도록 한다.
듀얼 구성 기능을 이용하여 페일-세이프 업그레이드
MAX 10 FPGA에 통합된 온-다이 플래시는 듀얼 구성 기능을 제공하므로, 단일 칩으로 2개의 FPGA 디자인을 가능하게 한다. 듀얼 구성 기능을 사용하면 이 디바이스로 페일-세이프 업그레이드를 할 수 있다. 이것은 하나의 플래시 블록을 업그레이드 이미지용으로 지정하고 또 다른 블록은 ‘안전한’ 팩토리 이미지용으로 지정하는 것이다. 이 기능을 활용하면 시스템을 좀 더 빠르게 구현할 수 있으며, 유지보수 비용을 절감할 수 있고 작동 수명도 연장할 수 있다.
아날로그 블록으로 시스템 모니터링
MAX 10 FPGA에 통합된 아날로그 블록들은 ADC와 온도 검출 다이오드를 포함하고 있다. 아날로그 기능들을 통합하면 MAX 10 FPGA를 온도 제어와 터치 패널 HMI(Human-Machine Interface) 제어 같이 시스템 모니터링을 필요로 하는 애플리케이션에 사용할 수 있다. 또한, 보드 복잡성을 낮추고 지연시간을 낮추며 2채널 동시 샘플링 같은, 더 유연한 샘플 시퀀싱을 제공할 수도 있다.
임베디드 프로세싱을 이용하여 시스템 제어
MAX 10 FPGA는 알테라의 소프트 코어 Nios Ⅱ 임베디드 프로세서를 지원하므로, 임베디드 개발자들이 이용할 수 있도록 단일 칩으로 구성할 수 있는 인스턴트 온 프로세서 서브시스템이 제공되고 있다. MAX 10 FPGA로 Nios Ⅱ 임베디드 프로세서를 통합하면, 이 디바이스를 이용하여 복잡한 제어 시스템을 효율적으로 관리할 수 있다.
다양한 애플리케이션에 이용
MAX 10 FPGA는 다양한 최종 시장에 이용할 수 있도록 시스템 차원의 유용성을 제공한다. MAX 10 FPGA는 높은 수준의 기능 통합과 소형화된 패키지 옵션(가장 작은 경우 3mm×3mm)을 결합함으로써 자동차와 산업용 애플리케이션과 같은 공간 제약적인 시스템에 이용하는 데 효과적인 솔루션을 제공한다. 첨단 통신, 컴퓨팅, 스토리지 애플리케이션에서는 MAX 10 FPGA를 이용하여 복잡한 제어 기능을 효율적으로 관리할 수 있으며 시스템 구성, 인터페이스 브리징, 전원 시퀀싱, I/O 확장 등을 실시할 수 있다.
알테라의 제품 마케팅 선임 이사인 Patrick Dorsey는 “MAX 10 FPGA는 단일 디바이스로 더욱 더 많은 기능들을 통합함으로써 공간, 비용, 전력에 있어서 다양한 시장 분야의 요구를 충족한다. 조기 프로그램을 통해 이 디바이스를 접했던 수백 곳의 고객들이 이미 임베디드 플래시 기술과 프로그래머블 로직, 아날로그, DSP, 마이크로프로세서 기능을 결합했을 때의 이점을 체험할 수 있었으며, 이제 모든 고객들이 MAX 10 디바이스, 보드, IP, 소프트웨어를 이용할 수 있게 되었다”고 말했다.
김희성 기자(eled@hellot.net)
