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Altera社、3種の高速シリアルI/Fに対応した
低価格なFPGAを発表
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表1 Arria GXファミリ5製品の仕様
Arria GXファミリが対応する高速シリアルインターフェースは、ギガビットイーサーネット、PCI Express（1レーン、4レーン）、転送速度が1.25ギガビット/秒と2.5ギガビット/秒のserial RapidIO（1レーン、4レーン）の3種類。同社従来品「StratixII GXファミリ」の低価格版に位置づけられ、StratixII GXファミリでは0.27ギガビット/秒～6.375ギガビット/秒と広範囲の転送速度に対応していたトランシーバを1.25ギガビット/秒と2.5ギガビット/秒に限定することで低価格化が図られている。同程度のロジック規模を備えるStratixII GXファミリと比較してArria GXファミリの価格は数分の1だという。Arria GXファミリはStratixII GXファミリと同じ90nmのプロセス技術で製造され、転送速度以外の面ではトランシーバも含めて同等のものだといえる。StratixII GXファミリですでに実証済みの技術/ノウハウを活用して高速シリアルインターフェースの設計が行えるため、設計者にとってのリスクを抑えられるという。なお、ギガビットイーサーネット、PCI Express、serial RapidIOなどのIPコアの利用にはライセンス料が必要である。将来的には、これらのIPコアをArria GXファミリに向けて最適化し、低価格で提供する予定だという。
また、Arria GXファミリは低価格のFPGAで一般的なワイヤーボンディングを用いたパッケージではなく、フリップチップパッケージを採用している。これは、コストではなく、高速シリアルインターフェースで重要になるシグナルインテグリティ（信号品質）を優先したためだ。この点でも、設計者は低リスクで設計を進めることができる。
同ファミリの内部構造も、StratixII GXファミリのそれを踏襲している。ロジックブロックの最小単位はALM（adaptive logic module）で、各ALMは2つの加算器とレジスタを備える。DSPブロックは、36ビット×36ビットの乗算、または18ビット×18ビットの乗算を同時に4回、実行可能である。I/OブロックはSDRAM（synchronous DRAM）、DDR（double data rate）、DDR2 SDRAMなどのさまざまなインターフェースに対応する。なお、Arria GXファミリの開発環境には、「Quartus II」のバージョン7.1を用いる。
3種のシリアルインターフェースに対応したことについて、Altera社の日本法人である日本アルテラでマーケティングディレクタを務める堀内伸郎氏は、「PCI Express、ギガビットイーサーネット、serial RapidIOなどの高速シリアルインターフェースは、今後、広範に普及すると見込まれている」と述べる。
堀内氏は、PCI Expressの現状について、以下のように語る。 「PCI Expressは、すでにパソコンでは全製品の12％に搭載されている。また、パソコンのプラットフォームを利用したATM（automated teller machine）やHDDレコーダ、DVDレコーダなどの製品が多く市場に提供されているが、これらの機器を更新して新製品を開発する場合、設計者はなるべく最新の技術を取り込もうとする。そのため、PCI Expressに対応したパソコンのプラットフォームが採用されると見込まれる。それに伴い、ATMやHDD/DVDレコーダなどのモジュールにもPCI Expressへの対応が要求されると予想される」。
Arria GXファミリをバスブリッジとして用いることで、既存モジュールのインターフェースをPCI Expressに変換することが可能になるという。
ギガビットイーサーネットについては、「すでにイーサーネットを採用している各種機器を中心に広く普及する」（堀内氏）と考えている。その際にも、既存モジュールのインターフェース変換にはArria GXファミリをバスブリッジとして用いればよい。
さらに堀内氏は、serial RapidIOに対応した理由を「同インターフェースは、米Texas Instrument社のDSPや米Freescale Semiconductor社のネットワークコントローラで用いられている。これらのデバイスを採用した従来製品をベースとして新製品を開発する場合、serial RapidIOを備えたArria GXファミリをコプロセッサとして用いれば、機能追加が容易になる」と説明した。
堀内氏は、「高速シリアルインターフェースに対応するFPGAはこれまで高価だった。他方、最近では低価格な機器でも高速シリアルインターフェースが必要とされるようになってきた。Arria GXファミリはそのような機器に適した製品だ」とそのメリットを強調した。
（小野 明久）
連絡先：日本アルテラ、03-3340-9480
また、Arria GXファミリは低価格のFPGAで一般的なワイヤーボンディングを用いたパッケージではなく、フリップチップパッケージを採用している。これは、コストではなく、高速シリアルインターフェースで重要になるシグナルインテグリティ（信号品質）を優先したためだ。この点でも、設計者は低リスクで設計を進めることができる。
同ファミリの内部構造も、StratixII GXファミリのそれを踏襲している。ロジックブロックの最小単位はALM（adaptive logic module）で、各ALMは2つの加算器とレジスタを備える。DSPブロックは、36ビット×36ビットの乗算、または18ビット×18ビットの乗算を同時に4回、実行可能である。I/OブロックはSDRAM（synchronous DRAM）、DDR（double data rate）、DDR2 SDRAMなどのさまざまなインターフェースに対応する。なお、Arria GXファミリの開発環境には、「Quartus II」のバージョン7.1を用いる。
3種のシリアルインターフェースに対応したことについて、Altera社の日本法人である日本アルテラでマーケティングディレクタを務める堀内伸郎氏は、「PCI Express、ギガビットイーサーネット、serial RapidIOなどの高速シリアルインターフェースは、今後、広範に普及すると見込まれている」と述べる。
堀内氏は、PCI Expressの現状について、以下のように語る。 「PCI Expressは、すでにパソコンでは全製品の12％に搭載されている。また、パソコンのプラットフォームを利用したATM（automated teller machine）やHDDレコーダ、DVDレコーダなどの製品が多く市場に提供されているが、これらの機器を更新して新製品を開発する場合、設計者はなるべく最新の技術を取り込もうとする。そのため、PCI Expressに対応したパソコンのプラットフォームが採用されると見込まれる。それに伴い、ATMやHDD/DVDレコーダなどのモジュールにもPCI Expressへの対応が要求されると予想される」。
Arria GXファミリをバスブリッジとして用いることで、既存モジュールのインターフェースをPCI Expressに変換することが可能になるという。
ギガビットイーサーネットについては、「すでにイーサーネットを採用している各種機器を中心に広く普及する」（堀内氏）と考えている。その際にも、既存モジュールのインターフェース変換にはArria GXファミリをバスブリッジとして用いればよい。
さらに堀内氏は、serial RapidIOに対応した理由を「同インターフェースは、米Texas Instrument社のDSPや米Freescale Semiconductor社のネットワークコントローラで用いられている。これらのデバイスを採用した従来製品をベースとして新製品を開発する場合、serial RapidIOを備えたArria GXファミリをコプロセッサとして用いれば、機能追加が容易になる」と説明した。
堀内氏は、「高速シリアルインターフェースに対応するFPGAはこれまで高価だった。他方、最近では低価格な機器でも高速シリアルインターフェースが必要とされるようになってきた。Arria GXファミリはそのような機器に適した製品だ」とそのメリットを強調した。
（小野 明久）
連絡先：日本アルテラ、03-3340-9480
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