Shared System Memory Design

Shared System Memory (SDRAM) (z. B. DDR3/DDR4) ist ein Konzept von SoC-FPGAs, welches den gleichen Speicherpool für FPGA Soft-IP Module und für das Arm® Prozessorsystem verwendet.

Vorteile von shared System Memory

im Vergleich zu zwei unabhänigen System Speicher (SDRAM) Quellen getrennt für die FPGA- and Arm® Welt

• Vereinfacht die Hardware Komplexität und die BOM (bill of materials) mit einem einzigen Speicher System
• Hochrangiges Zusammenführen des Arm® Prozessorsystems und der FPGA-Fabric,
  indem Embedded Linux Zugriff auf den FPGA-Speicherplatz ermöglicht wird
• Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Shared-Memory-Schnittstellen zwischen FPGA- und Arm® Welt ist umsetzbar

Unsere Erfahrung zeigt, dass ein komplexer und weitreichender Designaufwand erforderlich ist, um eine hohe Speicherleistung zu erreichen, die die Geschwindigkeit der FPGA-Fabric nicht einschränkt. Dies beinhaltet zum Beispiel die Bereiche FPGA Interface-, Linux Bootloader, Linux Kernel Design mit hoher Optimierung.

Wir haben langjährige Erfahrung mit dem External Memory Interface (EMIF) der Intel® Arria® 10- and Intel® Agilex™ Serie und mit dem SDRAM Speicherdesign der Intel® Cyclone® V Familie.

Service Portfolio

• System Memory (SDRAM) (DDR3,DDR4) conception and performance pre-calculation to achieve the required performance
• System Memory Controller (SDRAM) configuration for High-End Intel® and Xilinx® FPGAs
• Implementation of advanced Memory Optimization features, such as Memory pre-charge and bank interleaving
• System Memory Controller debugging, calibration and Simulation
• Linux Bootloader and Linux Kernel Optimization with custom Linux Kernel Drivers for the highest shared system Memory performance
• High-speed Arm® AMBA® AXI Bridge Interface Design for shared Memory data exchange
• DMA implementation (e.g. modular Scatter-Gather Direct Memory Access (mSGDMA))

Verwendete Tools

• Intel® Quartus® Prime
• Xilinx® Vivado™
• Intel® External Memory Interface Toolkit (for the Intel® Arria® 10 SX)
• MentorGraphics® (Siemens® EDA) ModelSim™
• Arm® Entwicklung Studio (DS-5) with Streamline
• OpenEmbbedded Yocto Project
• cocotb (for Python-based Testbench Design and Simulation)
• TCL- and Python-Scripts (for system verification, build automation,...)
• MathWorks® MATLAB™ (for Simulation input file generation)