반도체기업 의 두 거대산맥 ALTERA 와 XILINX에 대하여

1) ALTERA와 XILINX 회사에 관하여

Altera

Altera corporation은 1984년부터 2015년까지 programmable logic devices(PLDs,reconfigurable complex digital circuits)를 제조하는 미국의 주요 제조 업체이다. Altera는 1984년에 최초의 PLD를 개발했다. Altera 와 intel은 2015년 6월 1일 intel이 altera를 약 167억 달러에 이르는 모든 현금 거래에서 인수하기로 합의했다고 발표했다. Altera(현재 인텔)의 주요 제품 라인은 Stratix,Arria 및 Cyclone series FPGAs, the MAX series CPLEs and non-volatile FPGAs, Quartus design software and Enpirion PowerSoC Dc-Dc power solutions 가 있다.

 

FPGA

Stratix 시리즈 FPGA는 최대 110 만 개의 로직 요소, 최대 28Gbit / s의 통합 트랜시버, 최대 1.6Tbit / s의 직렬 스위칭 기능, 최대 1,840GMAC의 신호 처리 기능을 갖춘 회사 최대의 최고 대역폭 디바이스이다. Cyclone 시리즈FPGA 및 SoC FPGA는 최대 5Gbit / s의 통합 트랜시버를 제공하는 변형을 갖춘 회사의 최저 비용, 최저 전력 FPGA이다. 이 두 디바이스 제품군에는 Arria 시리즈 FPGA가 있으며, 이는 원격 무선 헤드, 화상 회의 장비 및 유선 액세스 장비와 같은 중급 애플리케이션을위한 성능, 전력 및 비용의 균형을 제공한다. Arria FPGA는 최대 10Gbit / s의 트랜시버를 통합했다.

 

SoC FPGA

이 회사는 2012 년 12 월부터 SoC FPGA 디바이스를 출하하고있다. altera에 따르면, (FDSOI) 칩 제조 공정은 FPGA에 유리하다. 이 디바이스는 ARM 프로세서를 기반으로하는 풀 하드 프로세서 시스템과 FPGA를 단일 디바이스에 통합된다.

 

PowerSoC

2013 년 5 월, 알테라는 임베디드 전력 칩 제조업체 인 Enpirion을 현금으로 1 억 3 천 3 백만 달러 (채무를 포함한 1억 4천 6 백만 달러)로 인수했다.그 이후로 Enpirion은 Altera 제품 포트폴리오 내에서 자체 제품을 제공함으로써 Altera에 통합되었다. Enpirion 제품은 이산 소자에 비해 전력 밀도를 높이고 노이즈 성능을 낮출 수있는 전원 시스템-온-칩 DC-DC 변환기이다. 이산 구성 요소로 만든 변환기와 달리 Enpirion dc-dc 변환기는 시뮬레이션되어 특성화된다.

 

ASIC

이전에 Altera는 HardCopy ASIC를 기반으로 공개적으로 사용 가능한 ASIC 설계 플로우를 제공했으며, 이 설계는 최종적으로 FPGA 설계를 변경할 수없는 형태로 전환했다. 이 설계 흐름은 설계 보안 위험과 대량 생산 비용을 줄였다. 설계 엔지니어는 Stratix 시리즈 FPGA에서 설계를 프로토 타입 한 다음 대량 생산 준비가 완료되면 이러한 설계를 HardCopy ASIC으로 마이그레이션 할 수 있다.

 

IP 코어

Altera와 파트너는 설계 엔지니어가 특정 기능을 수행하기 위해 시스템 설계에 적용 할 수있는 빌딩 블록 역할을하는 일련의 지적 재산 (IP) 코어를 제공한다. IP 코어는 설계의 모든 블록을 처음부터 새로 작성하는 데 많은 시간이 걸리는 작업을 없애준다.

 

Xilinx, Inc.

Xilinx, Inc는 주로 프로그래머블 로직 장치 공급 업체 인 미국 기술 회사이다. 이 회사는 FPGA (Field-Programmable Gate Array)를 발명했으며 최초의 팹리스 제조 모델을 만든 반도체회사이다. 자일링스는 1984 년 실리콘 밸리에 설립되었으며 미국 산호세에 본사를두고 미국 롱 몬트에 추가 사무소를두고있다. Xilinx의 동료 Bill Carter에 따르면 Xilinx라는 이름의 선택은 실리콘 Si의 화학 기호를 나타낸다. 각 끝에있는 'X'는 프로그래밍 가능한 논리 블록을 나타낸다. "linx"는 논리 블록을 서로 연결하는 프로그램 가능한 링크를 나타낸다. Xilinx는 광범위한 FPGA, 복잡한 프로그래머블 로직 디바이스 (CPLD), 디자인 툴, 지적 재산권 및 레퍼런스 디자인을 판매한다. 자일링스 고객들은 전체 프로그래머블 로직 시장의 절반 이상을 51 %로 차지하고있다. Altera (현재 인텔)는 Xilinx의 34 %의 시장 점유율을 자랑하는 가장 강력한 경쟁 업체입이 시장의 다른 주요 업체로는 Actel (현재 Microsemi)과 Lattice Semiconductor가 있다.

 

Virtex (FPGA)

Virtex FPGA 시리즈에는 FIFO 및 ECC 로직, DSP 블록, PCI-Express 컨트롤러, 이더넷 MAC 블록 및 고속 트랜시버를 포함한 통합 기능이 있다. Virtex 시리즈는 FPGA 로직 외에도 멀티 플라이어, 메모리, 시리얼 트랜시버 및 마이크로 프로세서 코어와 같이 일반적으로 사용되는 기능을위한 내장형 고정 기능 하드웨어를 포함된다이러한 기능은 유무선 인프라 장비, 고급 의료 장비, 테스트 및 측정, 방어 시스템과 같은 응용 분야에서 사용된다.

 

Virtex 7 제품군은 28nm 설계를 기반으로하며 이전 세대 Virtex-6 장치에 비해 50 % 낮은 전력으로 2 배의 시스템 성능 향상을 제공하는 것으로 보고되었다. 또한 Virtex-7은 1866 Mbit / s 메모리 인터페이스 성능과 2 백만 개 이상의 로직 셀을 갖춘 이전 세대 Virtex FPGA에 비해 메모리 대역폭을 두 배로 늘렸다.

 

Xilinx는 2011 년에 Virtex-7 2000T "3D FPGA"의 샘플 수량을 공급하기 시작했다. 이 제품은 4 개의 작은 FPGA를 하나의 패키지로 결합하여 단일 실리콘 패키지 (인터 포저라고 함)에 배치하여 단일에 68 억 개의 트랜지스터를 공급한다. 큰 칩. 인터 포저는 단일 FPGA를 생성하기 위해 개별 FPGA 사이에 10,000 개의 데이터 경로 (대개 보드에서 사용 가능한 것보다 약 10 ~ 100 배)를 제공한다. Xilinx는 2012 년 동일한 3D 기술을 사용하여 이기종 디바이스 인 Virtex-7 H580T FPGA의 초기 출하를 발표했다. 동일한 패키지에 2 개의 FPGA 다이와 1 개의 8 채널 28Gbit / s 송수신기 다이로 구성되어 있기 때문이다.

 

Virtex-5 LX 및 LXT는 로직 집약적 인 애플리케이션을위한 것이며 Virtex-5 SXT는 DSP 애플리케이션을위한 것이다. Xilinx는 Virtex-5를 통해 로직 패브릭을 4 입력 LUT에서 6 입력 LUT로 변경했다. SoC 설계에 필요한 조합 논리 기능의 복잡성이 증가함에 따라 다중 4 입력 LUT가 필요한 조합 경로의 백분율이 성능 및 라우팅 병목 현상이되었다. 6 개 입력 LUT는 장치 당 절대 LUT 수를 줄이면서 점점 더 복잡한 조합 기능을 더 잘 처리하는 것 사이의 균형점을 나타낸다. Virtex-5 계열은 1.0V, 삼중 산화물 공정 기술로 제작 된 65nm 디자인이다.

 

2) 각 회사의 개발 툴

Altera의 모든 장치는 일반적인 설계 환경 인 Quartus II 설계 소프트웨어에서 지원

된다.

Quartus II 소프트웨어는 서브 스크립 션 기반 에디션과 무료 웹 기반 에디션으로 제공된다. 생산성을 높이기위한 여러 도구가 포함되어 있다. Intel Quartus Prime은 Intel에서 생산 한 프로그래머블 로직 장치 설계 소프트웨어이다. 인텔이 Altera를 인수하기 전에이 도구는 Altera Quartus II 이전의 Altera Quartus Prime이라고 불렀다.Quartus Prime은 HDL 설계의 분석 및 합성을 가능하게하여 개발자가 설계를 컴파일하고 타이밍 분석을 수행하며 RTL 다이어그램을 검사하고 다른 자극에 대한 설계 반응을 시뮬레이션하고 프로그래머와 함께 대상 장치를 구성 할 수 있다. Quartus Prime에는 하드웨어 설명, 논리 회로의 시각적 편집 및 벡터 파형 시뮬레이션을위한 VHDL 및 Verilog 구현이 포함되어 있다.

 

Xilinx가 엔지니어에게 제공하는 주요 설계 툴킷은 공유 확장 가능 데이터 모델 및 공통 디버그 환경에 구축 된 시스템 -IC 레벨 툴을 갖춘 통합 설계 환경 (IDE) 인 Vivado Design Suite이다.

Vivado에는 C 기반 알고리즘 IP를 합성하고 검증하기위한 전자 시스템 레벨 (ESL) 설계 도구가 포함되어 있다. 재사용을위한 알고리즘 및 RTL IP의 표준 기반 패키징; 모든 유형의 시스템 빌딩 블록에 대한 표준 기반 IP 스티칭 및 시스템 통합; 블록 및 시스템의 검증.]Vivado의 무료 버전 WebPACK Edition은 설계자에게 제한된 버전의 디자인 환경을 제공한다. 자일링스의 내장 개발자 키트 (EDK)는 내장 PowerPC 405 및 440 코어 (Virtex-II Pro 및 일부 Virtex-4 및 -5 칩)와 Microblaze 코어를 지원한다. Xilinx의 DSP 용 시스템 생성기는 Xilinx FPGA에서 DSP 설계를 구현한다. ISE WebPACK이라는 EDA 소프트웨어의 프리웨어 버전은 일부 비고 성능 칩과 함께 사용된다. Xilinx는 고유 한 Linux 프리웨어 합성 툴체인을 배포하는 유일한 FPGA 공급 업체이다