FPGA 片上網絡（NoC）的八大好處
2019-12-20 13:12:24 EETOP對于FPGAs這樣的可編程解決方案，傳統的想法是您必須愿意為它們的靈活性做出大量的權衡。在許多情況下確實是這樣。即使只是通過芯片獲取數據也會消耗掉寶貴的路由資源，增加大量的開銷。當需要大規模或快速轉移時，這些問題就會加劇。在基于ASIC的SoCs中，很容易為高速接口添加IP。然而，在fpga中，有價值的邏輯單元常常被用來實現這些相同的接口。事實證明，使用asic中用于連接模塊的一種解決方案也是fpga的一大優勢。晶片上網絡(Noc)在ASIC中使用了很多，現在他們在FPGA中找到了歸宿。FPGA使用Noc帶來的好處可能會讓你大吃一驚。
Achronix撰寫了一份有趣的白皮書，其中涵蓋了在Speedster7t FPGA中增加NoC帶來的八項好處。他們的NoC專為滿足FPGA的需求而設計。它排列在垂直和水平通道中，這些通道穿過FPGA內核。每個通道具有兩個以512 Gbps速度運行的單向高速總線。FPGA還保留了其傳統的FPGA路由結構。位于行和列相交處的NoC接入點（NAP）用于建立與NoC的連接。NoC連接到所有用于內存和網絡的外部接口。
在這里，我們不會具體介紹這八項好處中的每一項（文末可以下載白皮書），僅討論其中的一部分。
連接到PCIe和400G以太網的能力有兩個好處。在FPGA中進行PCIe接口設計時需要繁瑣的工作，以了解布局和路由，從而管理延遲和吞吐量。使用NoC，許多以前需要時間和FPGA資源的工作將自動處理。不僅節省了設計時間，而且減少了測試和調試。
NoC也推動了400G以太網的發展。使用其新的數據包模式，傳入的數據包可在四個獨立的256位總線上并行級聯，從而有效地傳輸數據包。數據包通過這四個總線交錯，因此FPGA可以有效地跟上輸入數據流的速度。
其中一個令人驚訝的好處與多個團隊如何在包含NoC的FPGA項目上更有效地工作有關。傳統上，由于在FPGA結構中訪問互連資源時存在沖突，團隊設計難以執行。使用Achronix Speedster7t NoC, FPGA中的任何設計塊都可以通過連接到NoC的NAP訪問任何其他設計塊。這將從設計考慮中刪除關于放置或互連資源的任何問題。
此外NoC及其高性能FPGA架構是一個成功的組合。由于在Speedster7t中采用了專門設計的機器學習處理器（MLP），因此對于機器學習應用尤其如此。
