PolarFire SoC FPGA: Solução de Baixo Consumo para Aplicações Embarcadas Críticas

Inovação em Sistemas Embarcados para a Era da Conectividade

O cenário tecnológico atual apresenta desafios crescentes para desenvolvedores de sistemas embarcados. Com a expansão da automação industrial, veículos autônomos, dispositivos médicos avançados e aplicações de IoT, a demanda por processamento de alto desempenho com consumo energético reduzido nunca foi tão crítica. Paralelamente, as exigências de segurança e confiabilidade tornam-se cada vez mais rigorosas, com padrões de certificação que demandam soluções robustas e verificáveis.

Neste contexto desafiador, a TCT Brasil tem o prazer de apresentar o PolarFire SoC FPGA da Microchip, uma solução revolucionária que combina baixo consumo de energia, eficiência térmica e segurança de nível militar para sistemas inteligentes e conectados. Esta inovadora família de FPGAs com Sistema em Chip (SoC) representa um avanço significativo para engenheiros e compradores que buscam otimizar seus projetos com tecnologia de ponta.

O que é o PolarFire SoC FPGA?

O PolarFire SoC FPGA é a primeira solução do mercado a integrar um cluster de CPU RISC-V determinístico e coerente com um subsistema de memória L2 determinístico, criado especificamente para aplicações Linux e de tempo real. Esta família de produtos abrange desde 25K até 460K Elementos Lógicos (LEs) e incorpora transceptores de 12,7 Gbps, oferecendo uma plataforma versátil para as mais diversas aplicações.

Diferentemente de outras soluções disponíveis, o PolarFire SoC FPGA foi projetado com foco em três pilares fundamentais:

• Consumo de energia ultra-baixo: Construído sobre a premiada arquitetura PolarFire FPGA de médio porte e baixo consumo, o PolarFire SoC oferece até 50% menos consumo de energia em comparação com FPGAs SoC concorrentes. Em testes de benchmark EEMBC CoreMark-Pro, o PolarFire SoC FPGA entrega 6.500 CoreMarks consumindo apenas 1,3W, enquanto soluções concorrentes consomem 55% mais energia para atingir 8.000 CoreMarks.
• Segurança de nível militar: Incorpora o coprocessador criptográfico Athena Terafire resistente a ataques de análise diferencial de potência (DPA), garantindo proteção robusta para dados sensíveis e propriedade intelectual.
• Processamento determinístico: A arquitetura única permite a execução de aplicações de tempo real com determinismo garantido, essencial para sistemas críticos onde a previsibilidade é fundamental.

Benefícios para Engenheiros

Para profissionais de engenharia, o PolarFire SoC FPGA oferece uma arquitetura técnica que simplifica o desenvolvimento de sistemas complexos:

Arquitetura RISC-V Avançada:

• 1 núcleo monitor E51 (RV64IMAC) operando a 625 MHz
• 4 núcleos de aplicação U54 (RV64GC) também a 625 MHz
• Cache L2 de 2 MB configurável como Cache, Memória Integrada (LIM) ou Scratchpad
• Suporte para processamento assimétrico determinístico (AMP), permitindo a execução simultânea de Linux e aplicações de tempo real

Recursos de Conectividade Abrangentes:

• 2 interfaces Gigabit Ethernet MAC
• Interfaces CAN, SPI, I²C e UART múltiplas
• USB 2.0 OTG
• Até 20 lanes SerDes de alta velocidade (250 Mbps a 12,5 Gbps)
• 2 endpoints/portas raiz PCIe Gen 2

Ferramentas de Desenvolvimento Integradas:

• Ambiente de desenvolvimento SoftConsole para programação RISC-V
• Integração com a suíte de ferramentas LDRA para certificação de software
• SDK VectorBlox para implementação eficiente de redes neurais convolucionais (CNN)
• Compilador SmartHLS para síntese de alto nível, permitindo programação em C++ com conversão para RTL otimizado

Certificação e Conformidade:

• Qualificação AEC-Q100 para aplicações automotivas
• Suporte para certificação em padrões rigorosos:
• Aeroespacial e Defesa (DO-178C, DO-254, DO-278, Def Stan 00-56)
• Automotivo (ISO 26262, ISO/SAE 21434, Automotive SPICE)
• Industrial e Energia (IEC 61508, IEC 62443-4-1, IEC 60880, ISO 13849)
• Médico (IEC 62304)
• Transporte Ferroviário (EN 50128, EN 50176)

Integração com LDRA para Certificação de Software

Um dos diferenciais mais significativos do PolarFire SoC FPGA é sua integração com a suíte de ferramentas LDRA, uma plataforma flexível para produção de software crítico para segurança, proteção e missão em um processo acelerado, econômico e orientado por requisitos.

Esta integração proporciona diversos benefícios:

• • Integração direta com o IDE SoftConsole usado para desenvolvimento PolarFire, permitindo que os usuários vejam resultados de análise estática e acompanhem a cobertura de código diretamente no IDE
  • Importação de arquivos de projeto SoftConsole e rastreamento de processos de compilação para garantir escopo de análise preciso
  • Uso do ambiente de programação de dispositivos SoftConsole para automatizar testes unitários, testes de regressão e análise de cobertura de código
  • Acesso ao pseudo-registro mcycle para coletar dados de tempo efetivos e precisos no ambiente RISC-V da Microchip
  • Suporte a plataformas CI/CD para estender DevOps para incluir análise, verificação e relatórios de segurança e proteção

Esta parceria entre Microchip e LDRA oferece uma solução robusta onde hardware confiável, arquitetura segura e software verificado podem trabalhar coletivamente para fornecer uma base à prova de futuro para construir sistemas embarcados confiáveis e seguros.

Por que escolher o PolarFire SoC FPGA?

Em um mercado repleto de opções, o PolarFire SoC FPGA se destaca por oferecer uma combinação única de características que atendem às demandas mais exigentes:

Diferenciais Competitivos:

• Menor consumo de energia: Até 50% menos consumo em comparação com soluções concorrentes
• Arquitetura RISC-V aberta: Liberdade de design sem royalties ou restrições proprietárias
• Segurança integrada: Proteção robusta contra ameaças físicas e cibernéticas
• Determinismo garantido: Execução previsível para aplicações críticas
• Suporte abrangente: Ferramentas de desenvolvimento, certificação e ecossistema de parceiros

Comparação com Soluções Concorrentes:

Quando comparado com outras soluções SoC FPGA disponíveis no mercado, o PolarFire se destaca em eficiência energética. Em benchmarks padronizados, o PolarFire SoC FPGA entrega desempenho comparável consumindo significativamente menos energia, o que se traduz em sistemas mais eficientes, com menor geração de calor e maior confiabilidade.

Casos de Sucesso:

O PolarFire SoC FPGA já está sendo implementado em diversas aplicações críticas globalmente, incluindo:

• Sistemas de controle para veículos autônomos
• Equipamentos médicos de última geração
• Infraestrutura de comunicação industrial
• Sistemas de monitoramento ambiental de baixo consumo
• Aplicações aeroespaciais com requisitos rigorosos de confiabilidade

O PolarFire SoC FPGA da Microchip representa uma evolução significativa no campo dos sistemas embarcados, oferecendo uma combinação única de baixo consumo de energia, segurança robusta e processamento determinístico. Para engenheiros, proporciona uma plataforma flexível e poderosa para desenvolvimento de aplicações inovadoras. Para compradores, representa uma solução com excelente relação custo-benefício, reduzindo custos operacionais e oferecendo vantagens competitivas para produtos finais.

A TCT Brasil, como parceira estratégica da Microchip, está comprometida em fornecer suporte técnico especializado, treinamento e assistência no desenvolvimento de projetos utilizando o PolarFire SoC FPGA. Nossa equipe de especialistas está à disposição para ajudar sua empresa a explorar todo o potencial desta tecnologia revolucionária.

Para mais informações sobre o PolarFire SoC FPGA, especificações técnicas detalhadas, kits de desenvolvimento disponíveis ou para agendar uma demonstração personalizada, entre em contato com nossa equipe. Estamos prontos para ajudar sua empresa a dar o próximo passo em inovação tecnológica com soluções de ponta que combinam desempenho, eficiência e segurança.

Sobre a TCT Brasil

A TCT Brasil é uma empresa especializada em soluções eletrônicas, oferecendo componentes de alta qualidade e suporte técnico especializado para diversos segmentos industriais. Como distribuidora autorizada de fabricantes líderes mundiais, incluindo a Microchip Technology, a TCT Brasil está comprometida em fornecer as melhores soluções tecnológicas para os desafios mais complexos de seus clientes.