以敏捷性为企业DNA, Alte（ra 推）出全新FPGA：软硬件解决方案

“敏捷性是Altera公司的‘DNA’，因此Agilex的产品能为开发者提供灵活应对的能力，使其跟上不断变化的标准和工作负载。”近日，Altera业务管理负责人VenkatYadavalli表示。

当前，FPGA的应用正在不断增加。不仅数据量在不断增长，数据复杂程度也在与日俱增。ASIC的开发成本亦在不断增加，这给业内增加了一些不确定因素，同时，AI在边缘计算中发挥的作用也在持续提升。各行各业对于安全的要求也在不断提升，由于AI工作负载具有较多不确定性因素，相关标准也越来越严苛，这提升了对于FPGA的采用程度。目前，FPGA已经成为终端市场和各类应用中的关键技术。而AI正在影响这些市场和应用，这使得并行处理、安全性以及自主实时决策的重要性正在日益提升。FPGA的优势在于具有可编程性、可靠性，以及能对相关功能进行很好的控制。因此，FPGA在这些领域中能够提供高度灵活、可编程的创新能力，是各行业的理想解决方案。

为此，Altera推出了全新FPGA软硬件解决方案，以便进一步拓展可编程逻辑在工业、视觉、通信及数据中心等领域的应用广度与扩展能力。

目前，AlteraAgilexFPGA全线产品已经进入量产阶段，其中包括集成ARM处理器子系统的Agilex5和Agilex3SoCFPGA。Altera推出的功耗与成本优化型SoCFPGA，主要面向边缘AI及传统软硬件协同处理等应用，凭借低延迟、高度集成和卓越能效，能够加速FPGA在相关场景的部署落地。

对于边缘AI推理、4K/8K视频处理及5G/6G无线通信等需要更高性能、更大容量和更高内存带宽的应用场景，Altera将端Agilex5D系列FPGA与SoC进行了升级。其逻辑单元密度最高提升至2.5倍，能为这些高需求场景提供更强的算力支持。最高密度的Agilex5D系列FPGA单颗器件可集成多达160万个逻辑单元，并配备更高比例的DSP模块与逻辑密度，以及更大的内存带宽，能够满足高性能且空间受限的应用需求。同时，Altera还将所有Agilex5D系列FPGA的DDR5接口速度提升至最高5,600MT/s，LPDDR5接口速度提升至最高5,500MT/s，相比此前规格提升了25%。内存接口速度的提升将显著提高数据吞吐量，并能大幅提升各类终端应用的整体系统性能。此外，Agilex5D系列产品引入了后量子密码学安全启动功能，结合业界领先的设计安全特性，为用户提供增强的安全保障。目前，用户可通过QuartusPrime软件，使用部分Agilex5D系列器件进行设计。

作为此次大会宣布的重点进展之一，Altera还发布了QuartusPrime软件25.3版本。该版本通过提供最新的设计工具，能够缩短FPGA设计时间并加速产品上市。

在最新发布的QuartusPrime软件25.3版本中，用户可以抢先体验Altera第四代系统集成工具——VisualDesignerStudio。其通过自动化设计流程中IP模块的连接，加速了IP集成，并能够根据用户设计需求自动推荐IP路由，应用有效的IP连接以确保功能正常。VisualDesignerStudio具有用户友好的拖放式块视图，允许用户将IP块和RTL代码直接可视化地放置到设计中，并能快速追踪FPGA内的数据路径。与纯RTL设计相比，VisualDesignerStudio可将FPGA设计的启动时间从5天大幅缩短至2小时。之所以能够实现这一速度上的跃升，是因为这套工具是一款集成型工具。在设计和实施过程中，能把不同IP很好地拼接整合在一起。这些IP可能是一个软IP、也可能是一个硬IP，亦有可能是客户自创的IP。这套工具可以把所有IP很好地整合在一起，以更好的交互式方式通过拖放来完成整合。由于后端引擎非常了解接口，因此可以通过IO环设置的方式来拼接IP，从而能够大幅缩短开发时间。

相较于25.1.1版本，QuartusPrime软件25.3版本缩短了6%的编译时间，使得自Agilex7FPGA投产以来(23.1版本)，总编译时间累计缩短了27%。同时，在保持高Fmax性能(25.1.1版本)的前提下，设计平均可减少6%的自适应逻辑模块使用量。得益于持续的编译器和架构优化，即使器件已投入生产，Quartus软件也能够助力设计人员将更多逻辑集成到FPGA中。尽管具体结果可能因设计方案而异，但大多数用户都有望体验到更快的编译速度、更低的资源占用以及更少的时序收敛迭代，从而加速复杂FPGA项目的上市进程。

据了解，AlteraQuartusPrime软件25.3版本现已开放下载，同时发布的还有AlteraFPGAAISuite25.3最新版本，该套件旨在加速AI模型在FPGA中的集成。此外，FPGAAI套件可以通过OpenVINO工具套件连接，这是一个开放性的标准，能够支持PyTorch框架。同时，AI开发人员也可以在FPGA中使用TensorFlow框架。

VenkatYadavalli表示：“Altera的全栈式产品系列组合不仅包括硬件设备，我们也正在持续投资先进的软件，这些软件可以帮助客户按需来进行硬件设备的使用、扩展和调整。例如，得益于Agilex产品组合系列中完全相同的架构和工具，开发者可以先使用Agilex7系列，并随着需求的变化随时切换到Agilex5系列或Agilex3系列。”

目前，机器人的发展如火如荼，该领域也涌现了很多新需求。机器人的实时性非常关键，这也意味着确定性延迟是至关重要的，而且还要兼顾相关功能的安全性。对于机器人的操作系统来说，需要加快操作系统与实时性以及安全性相关的功能，同时能够针对工作负载进行更好的整合。机器人需要非常灵活的IO系统，而FPGA可以兼容不同的IO标准，也可以采用不同的IO总线。

此外，固定式机器人需要在不同方向进行移动，所以需要不同类型的确定性延迟，这就意味着系统还需要在不同的操作协议中运行，在这一方面FPGA同样可以发挥很大的效用。在安全方面，机器人操作系统需要在瞬间做决策，与此同时还需要与下一个机器人进行协调，并与整个操作车间进行协调，而FPGA也可以满足这些要求。

除了能够满足固定式机器人的要求之外，自由移动的机器人需要和传感器进行集成，并且需要使用摄像头来实现四处移动。由于传感器的类型各不相同，因此传感器的集成对于FPGA来说是一个较大的工作量。具体来说，不同类型的摄像机会给到不同的反馈信息，而且需要进行实时处理，此外还有其他传感器需要进行跟踪管理。而在这个场景之中，FPGA也是一个最佳选项。

除能满足这些功能性要求之外,FPGA还可融入一些AI功能，例如预测性学习。如能充分利用FPGA的功能，那么完全可以满足不同类型机器人的不同要求。总体而言，随着机器人市场的不断发展，FPGA也会迎来更多新功能，以便满足更多的需求。“另外，在机器人内部控制方面，Altera也将继续提供相关解决方案。”VenkatYadavalli表示。

Altera所构建的合作伙伴生态，在优化FPGA开发体验、简化开发流程方面发挥着重要作用。目前，Altera解决方案合作伙伴加速计划(ASAP)已吸引超过300家注册合作伙伴加入。通过该计划，开发者可获得经Altera认证的IP、软件、硬件及设计服务，有效降低设计复杂度，并将产品上市周期最多缩短50%。与此同时，VenkatYadavalli表示：“Altera一直有一个坚定的信念，就是专注于提供全栈FPGA解决方案，我们希望全面覆盖高端、中端、低端，并提供整体的软件栈。未来，Altera会全面专注于打造全栈式FPGA，以便覆盖所有的高端、中端和低端系列。我们会将FPGA技术持续应用到云端和边缘计算的应用中，同时我们会更加专注于将Altera解决方案以更快的速度推向市场。”

（内容来源：上游新闻）