高性能 FPGA アーキテクチャ

Stratix® シリーズの高集積度、高性能FPGAは、アルテラの革新的なアダプティブ・ロジック・モジュール （ALM） ロジック構造を採用し、どの FPGA においても最も効率的なロジック・ファブリックを提供します。Stratix V FPGA は強化されたアダプティブ・ロジック・モジュールおよび MultiTrack インタコネクトを採用し、高効率・高性能の FPGA を提供します。

強化されたアダプティブ・ロジック・モジュール

Stratix V デバイスは強化された ALM を使用して、より効率的にロジック・ファンクションを実装します。ALM は、図1に示すとおり、8入力の分割可能なルック・アップ・テーブル （LUT）、2個の専用エンベデッド加算器、および4個の専用レジスタを備えています。

図 1. ALM ブロック図

新しい ALM は、以下の機能も備えています。

• Stratix IV デバイスの従来の ALM と比較し、6% 多いロジック量を搭載
• 特定の7入力 LUT ベースのファンクション、全ての 6 入力のロジック・ファンクション、コア利用を最適化するための小型 LUT サイズ （2個の独立した 4 入力 LUT など） で構成される2つの独立したファンクションを実装
• 8入力の分割可能な LUT、1 LUT 当たり 4 個のレジスタを追加。これにより、Stratix V デバイスはより高いコア・ロジック使用率でコアの性能を最大化し、レジスタが多用され、パイプライン化されたデザインに対する、より簡単なタイミング・クロージャを提供します。

Quartus® II 開発ソフトウェアは、Stratix V ALM ロジック構造を採用し、最高の性能、最適なロジック使用率、最短のコンパイル時間を実現します。Quartus II 開発ソフトウェアは、従来のStratix デザインを新しい ALM アーキテクチャに自動的にマップするため、デザインを簡単に再使用できます。

ALM は MultiTrack インタコネクト・アーキテクチャを通じて高速ロジック、演算、およびレジスタ機能を Stratix シリーズ FPGA に実装します。

従来の Stratix シリーズ FPGA ファミリのロジック・アーキテクチャについて詳しくは、ハンドブックの該当する章を参照ください。

表1に、ALM 構造に移行する場合の特長と利点を示します。

詳細については、Stratix V デバイス・ハンドブックの Logic Array Blocks and Adaptive Logic Modules (英語版・PDF) の章を参照してください。

MultiTrack インタコネクト

高性能 Stratix シリーズ FPGA は、MultiTrack インタコネクト･テクノロジを採用しています。これは、デザイン・ブロック内およびデザイン・ブロック間の通信に使用される、異なる配線長による性能が最適化された配線構造です。

図2 に示す MutilTrack インタコネクト･テクノロジは、アルテラの Stratix FPGA シリーズで使用されており、以下の特長を備えています。

• 最大 5倍のロジックを1つのHOPで提供し、（競合デバイスと比較して）業界で最高の接続性を実現
• 少数の接続で周辺LABへのアクセス能力を高めて、性能を向上させると共に消費電力を低減
• 領域の密集を防ぎ、より良いロジック･パッキングを改善

図 2. Stratix FPGAシリーズの MultiTrack インタコネクトの接続

関連リンク

• Stratix V デバイスのロジック・アレイ・ブロックおよびアダプティブ・ロジック・モジュール (英語版・PDF)
• Stratix IV デバイスのロジック・アレイ・ブロックおよびアダプティブ・ロジック・モジュール (PDF)
• Stratix III デバイスのロジック・アレイ・ブロックおよびアダプティブ・ロジック・モジュール (PDF)
• Stratix II アーキテクチャ (英語版・PDF)
• Stratix アーキテクチャ (英語版・PDF)