FPGA-Kongress 2019: Elektronik zeitgemäß und zukunftssicher entwickeln

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75 Referenten, über 100 Vorträge, 350 Teilnehmer: Auf Europas größtem FPGA-Fachkongress drehte sich drei Tage lang alles um die programmierbaren Logik-ICs – und wie Embedded-Entwickler diese optimal einsetzen können. Achronix nutzte den Kongress, um eine brandneue FPGA-Architektur vorzustellen.

Keine Frage: Field Programmable Gate Arrays, kurz FPGAs, sind gefragt wie nie. Wenn Applikationen rasante Datendurchsätze, höchste Rechenleistungen bei gleichzeitig großer Flexibilität und nachträglicher Anpassbarkeit erfordern, setzen immer mehr Elektronikhersteller auf die programmierbaren Logikbausteine. Diese haben sich von Spezialisten zu Allroundern für Embedded Systeme entwickelt und sind für ein breites Spektrum an Anwendungen geeignet – nicht zuletzt auch für Trendthemen wie 5G, Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen, Distributed und Edge Intelligence sowie autonomes Fahren.

Das bedeutet im Umkehrschluss: Immer mehr Hard- und Software-Entwickler kommen mit den Bausteinen in Berührung. Aufgrund des hohen Evolutionstempos der FPGA-Technologie ist es nicht leicht, immer auf dem neusten Stand zu bleiben. Entwickler von Embedded Systemen müssen sich mit neuen Lösungen und Denkansätze beschäftigen, gleichzeitig aber auch grundsätzliche Fragen klären: Eignen sich FPGAs für eigene Projekte? Wie setzt man FPGAs am besten ein? Wie kann man mit der programmierbaren Logik die Performance sowie die Safety und Security von Embedded-Systemen verbessern? Wie lässt sich das volle Potenzial von Multiprozessor-SoC-FPGAs ausschöpfen?

FPGA Kongress 2019

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Technische und kulinarische Highlights

Antworten gaben 75 hochkarätige Referenten auf dem diesjährigen FPGA-Kongress in München. 350 Teilnehmer – über 20% mehr als im Vorjahr – aus 16 Nationen besuchten vom 21. bis 23. Mai die knapp über 100 Fachvorträge und Hands-on-Tutorials. Damit überflügelt das zum vierten Mal in Folge gemeinsam vom Schulungs- und Design-Center PLC2 und von der ELEKTRONIKPRAXIS veranstaltete Event sogar das Rekordjahr 2018.

Der rege Zuspruch verdeutlicht beeindruckend das steigende Interesse an der flexiblen FPGA-Technologie. Dass der Kongress thematisch ins Schwarze trifft, zeigt auch die Tatsache, dass nicht nur deutlich mehr Teilnehmer die Vorträge besuchten, sondern auch ihre Verweildauer zugelegt hat: Mehr Teilnehmer als je zuvor besuchten Vorträge an mehreren Tagen.

Das gemeinsame BBQ-Grillen als kulinarisches Highlight stellte auch in diesem Jahr unter Beweis, dass teils trockene Technologie und Genuss sich nicht ausschließen müssen. Die Abendveranstaltung, an der fast 190 FPGA-Interessierte teilnahmen, war erneut die perfekte Plattform für den fachlichen Austausch und für wichtiges Networking.

FPGAs: Beginn einer neuen Ära

Zwei hochrangig besetzte Keynotes unterstrichen die Bedeutung der modernen FPGA-Technologie. Am Dienstag gab Jose Roberto Alvarez, Chief Technology Officer der Intel Programmable Solutions Group, unter dem Titel „FPGA: The Dawn Of A New Era“ einen spannenden Ausblick darauf, welche Rolle flexible, programmierbare Chips in den elektronischen Produkten von morgen spielen werden. Darüber hinaus beschrieb er die Möglichkeit, mithilfe innovativer 2D- und 3D-Packaging-Technologien hochspezialisierte, bei Bedarf auch mit unterschiedlichen Prozesstechnologien hergestellte Chiplets zu einem leistungsfähigen Ein-Chip-System zu integrieren, das beispielsweise KI- und ML-Applikationen beschleunigt. Alvarez machte zudem klar, dass FPGA-Bausteine auch in Zukunft eine zentrale Rolle in der Geschäftsstrategie von Intel PSG besetzen werden.

Am Mittwoch verdeutlichte Jürgen Jäger, Product Management Group Director der Systems & Verification Group (SVG) von Cadence, in seiner Keynote die große Bedeutung von FPGAs für die Entwicklung, Simulation und Verifikation neuer Chip-Technologien und Embedded-Systeme in einer Welt, in der alles mit allem verbundenen ist. So werden beispielsweise neue Xilinx-FPGAs mithilfe von leistungsstarken Protium-Rechensystemen designed, die ihrerseits massiv auf FPGAs setzen.

Neue Tracks für 5G, Künstliche Intelligenz und Grundlagen

Der zunehmenden Bedeutung von FPGAs für aktuelle Mobilfunk-Technologien trug der neue „5G & Tele-/Datacom“-Track Rechnung. Die Vorträge reichten von Software-definierten Funkmodulen über Hardware-Beschleunigung für 5G-Core-Netzwerke bis hin zum kompletten Signalpfad von der Antenne bis zur Digitalumsetzung auf nur einem Chip. Ein weiteres Highlight war der neue, dedizierte Basic-Track am zweiten Tag des Kongresses: Die bis auf den letzten Platz gefüllten Vorträge verdeutlichten, dass viele Entwickler neu in die Welt der FPGAs eintauchen oder ihr vorhandenes Wissen auffrischen wollen. Dazu lieferten erfahrene Referenten fundierte Grundlagen über die programmierbaren Bausteine.

Regen Zuspruch fand auch der neue „AI & Machine Learning“-Track am dritten Veranstaltungstag. Hier lernten die Teilnehmer zum Beispiel, wie sie mithilfe von FPGAs gezielt Engpässe in Systemen für das Maschinelle Lernen beseitigen können und wie sich KI dank der programmierbaren Bausteine auch in Embedded-Systemen energieeffizient realisieren lässt. Zum festen Bestandteil des Kongresses zählten wieder die täglichen Tutorial-Tracks: Hier konnten die Teilnehmer an bereitgestellten Entwicklungs-Boards und Rechnern konkrete Projekte praxisnah umsetzen.

Jim Lewis, Erfinder und Chairman von OSVVM (Open-Source VHDL Verification Methodology) und Experte auf dem Gebiet der VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) reiste aus den USA an, um einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung der Programmiersprachen für FPGA-Designs zu gewähren. Zu den internationalen TOP-Referenten zählten auch Espen Tallaksen von Bitvis und Adam Taylor von PLC2.

Neue FPGA-Architektur zielt auf Einsatz in KI-Applikationen

Achronix nutze den FPGA-Kongress für die offizielle Vorstellung seiner neuen auf KI-Anwendungen spezialisierten FPGA-Architektur „Speedster7t“. Zentrales Element des für die 7-nm-Prozesstechnologie ausgelegten Chips ist eine schnelle und flexibel konfigurierbare 2D-Netzwerk-Fabric (Network on Chip, NoC), die einlaufende Daten gezielt an integrierte, frei positionierbare KI-Blöcke verteilen kann. Darüber hinaus stehen Entwicklern maximal acht GDDR6-Controller mit einem Durchsatz von bis zu 4 TBit/s und je nach Speedster7t- Baustein zwischen 100 und 385 MBit integriertem Speicher zur Verfügung. Achronix will den Speedster7t günstiger anbieten als vergleichbare Produkte von Intel PSG oder Xilinx.

Zum Schluss noch ein Ausblick: Angesichts der heute und in Zukunft anstehenden Aufgaben wie Maschinelles Lernen, Künstliche Intelligenz, 5G, Industrielles IoT oder auch autonomes Fahren wird schnell klar, dass die Bedeutung von FPGAs dank ihrer Flexibilität und Reprogrammierbarkeit, ihrer enormen Rechenleistung und ihres hohen Datendurchsatzes weiter zunimmt. Das bedeutet: Für Elektronikentwickler werden FPGAs ein oft unverzichtbarer Bestandteil ihres Werkzeugkastens.

Wir werden Akteure mit einem ebenso spannenden wie hilfreichen Programm auch auf dem nächsten FPGA-Kongress dabei unterstützen, diese interessante Technologie gewinnbringend in ihren eigenen Projekten einzusetzen. Wir sehen uns 2020!

FPGAs mit C/C++ programmieren: Herausforderungen bei HLS Design Flows

Speedster7t: 7-nm-FPGAs mit hoher Bandbreite und integrierten KI-Blöcken

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