FPGA 片上网络（NoC）的八大好处

对于FPGAs这样的可编程解决方案，传统的想法是您必须愿意为它们的灵活性做出大量的权衡。在许多情况下确实是这样。即使只是通过芯片获取数据也会消耗掉宝贵的路由资源，增加大量的开销。当需要大规模或快速转移时，这些问题就会加剧。在基于ASIC的SoCs中，很容易为高速接口添加IP。然而，在fpga中，有价值的逻辑单元常常被用来实现这些相同的接口。事实证明，使用asic中用于连接模块的一种解决方案也是fpga的一大优势。晶片上网络(Noc)在ASIC中使用了很多，现在他们在FPGA中找到了归宿。FPGA使用Noc带来的好处可能会让你大吃一惊。

Achronix撰写了一份有趣的白皮书，其中涵盖了在Speedster7t FPGA中增加NoC带来的八项好处。他们的NoC专为满足FPGA的需求而设计。它排列在垂直和水平通道中，这些通道穿过FPGA内核。每个通道具有两个以512 Gbps速度运行的单向高速总线。FPGA还保留了其传统的FPGA路由结构。位于行和列相交处的NoC接入点（NAP）用于建立与NoC的连接。NoC连接到所有用于内存和网络的外部接口。

在这里，我们不会具体介绍这八项好处中的每一项（文末可以下载白皮书），仅讨论其中的一部分。

连接到PCIe和400G以太网的能力有两个好处。在FPGA中进行PCIe接口设计时需要繁琐的工作，以了解布局和路由，从而管理延迟和吞吐量。使用NoC，许多以前需要时间和FPGA资源的工作将自动处理。不仅节省了设计时间，而且减少了测试和调试。

NoC也推动了400G以太网的发展。使用其新的数据包模式，传入的数据包可在四个独立的256位总线上并行级联，从而有效地传输数据包。数据包通过这四个总线交错，因此FPGA可以有效地跟上输入数据流的速度。

其中一个令人惊讶的好处与多个团队如何在包含NoC的FPGA项目上更有效地工作有关。传统上，由于在FPGA结构中访问互连资源时存在冲突，团队设计难以执行。使用Achronix Speedster7t NoC, FPGA中的任何设计块都可以通过连接到NoC的NAP访问任何其他设计块。这将从设计考虑中删除关于放置或互连资源的任何问题。

此外NoC及其高性能FPGA架构是一个成功的组合。由于在Speedster7t中采用了专门设计的机器学习处理器（MLP），因此对于机器学习应用尤其如此。