对PCIe Gen 5的支持

除了以太网和存储控制器，Speedster7t FPGA上提供的对PCIe Gen 5的支持还能够与主机处理器紧密集成，以支持高性能加速器应用。PCI Gen 5控制器使其能够读取和写入存储在FPGA存储层级结构中的数据，包括许多位于逻辑阵列内的块RAM，以及连接到FPGA存储控制器的外部GDDR6和DDR4 SRAM。在FPGA逻辑阵列中实例化的数据传输控制器（例如DMA引擎），可以类似地通过PCIe Gen 5总线访问与主机处理器共享的内存。无需消耗FPGA逻辑阵列内的任何资源即可实现这种高带宽连接，并且设计时间几乎为零。用户只需启用PCIe和GDDR6接口，即可通过NoC发送事务数据。

PCIe子系统与任何GDDR6或DDR4存储接口之间的直接连接如下图10所示。

图10：无需消耗FPGA逻辑阵列即可实现PCIe和GDDR6之间的数据传输

机器学习处理器（MLP）

对于计算密集型任务，在Speedster7t FPGA上部署的Speedster7t机器学习处理器（MLP）是灵活的且可分配的算术单元。机器学习处理器是高密度乘法器阵列，带有支持多种数字格式的浮点和整数MAC模块。机器学习处理器带有集成的存储模块，可以在不使用任何FPGA资源的情况下执行操作数和存储级联功能。机器学习处理器适用于一系列矩阵数学运算，从5G无线电控制器的波束成形计算到加速深度学习应用，如视频处理系统所需的数据流模式和数据包内容分析。

图11：机器学习处理器原理框图

结论

虽然ASIC的性能通常很高，但它只支持设计时设想的功能集，不能进行现场升级；CPU是最灵活且最易于设计的，但是其时钟频率已经难以提升，其性能大幅提升的时代已经结束；随着工作负载逐年增加，CPU已无法满足需求。FPGA在性能和灵活性之间提供了良好的平衡。由于需要大量的并行处理，因此视频编码、解码和图像处理算法都更适合于用FPGA来实现。总之，基于FPGA的解决方案可以缩短上市时间，具有高度的可定制性，并且可以有效地用于实现不断发展的算法。

IBEX Technology公司简介

IBEX Technology公司总部位于日本，可提供视频编解码IP、IC设计服务和咨询，诸如ASIC和大规模FPGA设计、PCB等。IBEX开发了多种视频编解码器，诸如MPEG－2、H．264 ／ AVC、Apple ProRes、Avid DNxHD、SONY XAVC、Panasonic AVC－Intra和H．265 ／ HEVC。IBEX Technology公司主要在广播设备行业有着良好的业绩记录，这得益于其产品的高质量、稳定性和可靠性。

IBEX于1985年在日本神奈川县（Kanagawa）厚木市（Atsugi）成立，是公认的大规模集成电路（LSI）和视频系统设计领域的领导者。过去，IBEX的主要用户包括日本电视机制造商和广播公司，并为ASIC厂商提供了视频编解码器IP。在过去的十年中，由于FPGA的性能和成本竞争力，该公司的重点已转向提供基于FPGA的解决方案。IBEX面向全球用户提供FPGA IP。

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