FPGA 시스템 온 모듈을 위한 HFM 워킹 그룹 출범

FPGA SoM(시스템 온 모듈) 채택이 증가함에 따라 업계에 걸쳐 최신 제품의 설계 형태가 바뀌고 있습니다. 이러한 추세 증가는 FPGA SoM 설계 및 제조 프로세스를 간소화할 수 있는 통합된 표준에 대한 의미 있는 업계 필요성을 강조합니다. 이러한 표준은 성능, 비용, 유연성을 최적화하여 엔지니어 및 개발자가 복잡한 응용 제품을 보다 쉽게 실현할 수 있도록 합니다.

(이미지 출처: iWave)

FPGA 시스템 온 모듈의 이점

FPGA SoM 접근 방식은 설계 프로세스 간소화에서의 상당한 이점으로 인해 인기를 끌었습니다. SoM을 통해 개발자는 여러 복잡한 설계 작업에 대한 부담을 덜어 개발 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 더 높은 품질의 제품을 보장할 수 있습니다. 여기에서는 FPGA SoM이 주요 설계 과제 중 일부를 해결하는 방법을 소개합니다.

• 복잡한 전력 회로 설계: FPGA SoM은 복잡한 전력 시퀀싱 요구 사항을 비롯하여 복잡한 전력 회로 설계를 간소화합니다.
• 전력 밀도 향상: 제한된 기판 공간 내에서 더 높은 전력 밀도를 지원합니다. 이는 콤팩트한 고급 응용 제품에 필수적입니다.
• 효율적인 IO 처리: FPGA SoM은 다양한 IO 뱅크의 복잡성 처리를 간소화하여 여러 IO 표준 처리 프로세스를 용이하게 합니다.
• DDR 메모리 및 고속 신호 처리: FPGA SoM을 사용하면 고속 DDR 메모리 설계 및 신호 무결성을 정밀하게 관리하여 전체적인 데이터 처리량 및 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
• 열 관리 및 콤팩트한 설계: FPGA SoM은 열 방출을 효율적으로 관리하여 콤팩트한 폼 팩터를 유지하면서 최적의 열 수준을 유지합니다.

전반적으로, FPGA SoM은 설계 확장성도 개선하여 논리 밀도, IO, 트랜시버 레인에 대한 다양한 요구 사항을 가진 광범위한 응용 제품을 지원합니다.

표준에 대한 필요성: HFM(Harmonized FPGA Module™) 이니셔티브

2024년 2월, SGeT(임베디드 기술 e.V. 표준화 그룹)은 HFM(Harmonized FPGA Module™) 표준을 개발하기 위한 워킹 그룹을 구성하여 중요한 마일스톤을 세웠습니다. 18개 글로벌 조직이 참가한 창립 회의에서 시작된 이러한 노력은 FPGA 및 SoC-FPGA 모듈을 위한 표준 프레임워크 생성을 추구합니다. 이번 회의에서 이 SDT(표준 개발 팀)의 회장으로 임명된 iWave의 Sheik Abdullah는 SGeT의 6번째 주요 프로젝트에 따라 글로벌 표준을 제정하기 위한 노력을 선도하고 있습니다.

HFM(Harmonized FPGA Module) 표준의 목표 및 범위

HFM(Harmonized FPGA Module™) 표준 개발 팀의 제1 목표는 납땜 가능한 기판 간 FPGA 모듈을 위한 다목적 통합 표준을 개발하는 것입니다. 이 표준은 FPGA 구성에 대한 광범위한 스펙트럼을 지원하며, 중급 및 고급 SoC FPGA를 지원하는 모듈성과 함께 저급 및 중급 FPGA을 위한 옵션을 제공하는 데 중점을 둡니다. 이러한 사업 계획서는 유연성과 기능성을 향상시키기 위해 SoM 설계에 대한 이중 접근 방식을 설명합니다.

• 납땜 가능한 FPGA 모듈: 이 옵션은 콤팩트성, 낮은 전력, 내구성이 가장 중요시되는 응용 제품에 이상적입니다.
• 커넥터 기반 모듈: 이 모듈은 향상된 확장성 및 부품 접근성으로 더 높은 성능의 응용 제품에 적합합니다.

두 설계 모두 전력 관리, 열 제어, 고속 연결과 같은 근본적인 기술 문제를 공유하므로 통일된 표준을 개발하면 유용하고 도움이 될 수 있습니다. 이 표준은 이러한 공통적인 문제를 처리하여 두 모듈 유형에 적용 가능한 코어 프레임워크를 구축하는 것을 목표로 합니다.

HFM 표준에 대한 비전

HFM 이니셔티브를 통해 SGeT는 임베디드 컴퓨팅 내 혁신의 번성과 경계가 재정의된 에코시스템 조성을 구상합니다. 이 표준은 다음을 목표로 합니다.

1. 비용 효율성 향상 및 출시 기간 감소: HFM 표준은 설계 및 통합을 간소화하여 비즈니스가 더 적은 자원으로 제품을 더 빠르게 출시할 수 있도록 합니다.
2. 신뢰성 및 상호 작동 향상: 표준화된 접근 방식은 다양한 FPGA 솔루션 간 향상된 호환성을 제공하여 더욱 폭넓은 기술 채택을 장려합니다.
3. 기술 개선 추진: 이러한 노력은 임베디드 기술의 한계에 도전하여 자동화부터 고성능 컴퓨팅에 이르는 산업에 걸쳐 점점 더 복잡하고 강력한 응용 제품을 실현하는 것을 목표로 합니다.

HFM 표준화 노력에의 동참

SGeT는 임베디드 기술 분야의 모든 회사들에게 Harmonized FPGA Module 표준 개발에 참여할 것을 권장합니다. 이는 산업 종사자가 자신의 전문 지식을 제공하고 FPGA 모듈 설계의 미래를 구상하며 임베디드 컴퓨팅의 선구적 발전에 중점을 둔 협력 커뮤니티의 일부가 될 수 있는 기회입니다.

이 이니셔티브에 관심이 있는 경우 info@sget.org를 통해 이 혁신적인 표준화 프로젝트에 참여하세요.

FPGA SoM 표준화의 광범위한 영향

1. 임베디드 컴퓨팅을 위한 시장 가속화: HFM 표준은 새로운 시장의 FPGA 기반 솔루션 채택을 가속화할 수 있습니다. 예를 들어, 맞춤화 및 적응 가능성이 핵심인 산업 자동화 및 AI 지원 IoT 응용 제품과 같은 분야는 표준화된 SoM이 제공하는 간소화된 통합으로 이점을 누릴 수 있습니다. 개발 복잡성의 감소를 통해 더 많은 회사들이 깊은 FPGA 설계 전문 지식 없이도 FPGA 기술을 탐색 및 적용하여 임베디드 컴퓨팅을 위한 새로운 가능성을 열 수 있습니다.
2. 공급망 이점: 표준화된 접근 방식을 사용하여 벤더, 제조업체, 제조업체는 재고 및 물류를 간소화하고 부품 변동을 줄일 수 있습니다. 표준화된 SoM 폼 팩터를 통해 부품 제조업체는 서로 다른 플랫폼에서 상호 작동 가능한 다양한 FPGA 및 SoC 옵션을 제공하면서 일관적인 품질을 유지하여 궁극적으로 비용을 줄이고 사용 가능성을 증가시킬 수 있습니다.
3. 미래에 사용 가능한 설계를 위한 상호 호환성: 통일된 표준은 미래에도 사용 가능한 설계로 이어질 수 있습니다. 공통적인 인터페이스, 핀 구성, 열 관리 사례를 확립함으로써 엔지니어는 기존 제품에서 FPGA SoM을 더욱 쉽게 업그레이드하거나 대체할 수 있습니다. 이러한 유연성을 통해 회사는 중대한 재설계 없이도 제품 수명 주기를 확장하고 새로운 하드웨어 혁신에 맞게 빠르게 적응할 수 있습니다.
4. 사내 협력 및 혁신: HFM 표준은 FPGA업계 전반에 공통적인 설계 언어를 확립하여 사내 협력 증진을 지원할 수 있습니다. 이 공유된 프레임워크를 통해 회사는 고속 데이터 처리, 딥러닝 가속기, 에지 컴퓨팅 모듈과 같은 고급 솔루션에 대해 공동 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 협력 환경은 보다 빠른 혁신 주기와 최종 사용자를 위한 개선된 기능을 생성할 수 있습니다.

HFM 표준의 기술적 개선 및 혁신

1. 상호 작동 가능한 핀 레이아웃 및 전력 구성: 핀 레이아웃 및 전력 구성을 표준화하는 것은 모듈성 및 유연성을 실현하는 데 매우 중요합니다. 이를 통해 설계자는 단일 기판 설계를 다양한 FPGA에 맞게 조정하여 모듈식 적응 가능성을 개선하고 기술이 발전함에 따라 FPGA 모듈을 업그레이드할 수 있는 더 쉬운 경로를 제공할 수 있습니다.
2. 통합 열 발산 및 열 관련 지침: FPGA SoM마다 서로 다른 전력 및 열 요구 사항을 가지며 HFM 표준은 최적화된 열 발산을 위한 지침을 포함하는 것을 목표로 합니다. 이러한 지침은 열 부하 처리를 위한 사례를 표준화하여 산업 환경, 고속 컴퓨팅, 및 열 신뢰성이 중요한 다른 영역의 응용 제품에 도움을 줄 수 있습니다.
3. 모듈식 소프트웨어 호환성: 표준화된 하드웨어 접근 방식을 통해 소프트웨어 지원의 일관성도 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이러한 표준화를 사용하면 다양한 FPGA SoM에서 범용 소프트웨어 및 펌웨어 호환을 구현하여 맞춤형 드라이버와 소프트웨어 패치의 필요성을 줄이고 엔지니어의 개발을 간소화하며 안정성을 높일 수 있습니다.
4. 개선된 보안 표준: 보안은 임베디드 시스템에서 점점 더 커지고 있는 우려 사항입니다. HFM 표준은 암호화 지원, 보안 부트 기능, 변조 검출과 같이 FPGA SoM에 대한 최소한의 보안 벤치마크를 정의할 수 있습니다. 이러한 보안 기능이 추가된 FPGA SoM은 의료 장치 및 방위 시스템과 같이 데이터 보안이 우선시되는 중요한 응용 분야에 더 매력적일 수 있습니다.

차세대 응용 제품의 실현에서 HFM의 역할

1. 에지 및 AI 응용 제품 강화: AI 및 에지 컴퓨팅이 출현함에 따라 FPGA는 병렬 처리 및 실시간 데이터 컴퓨팅을 처리하는 능력으로 중요해 졌습니다. HFM 표준은 AI 응용 제품에 맞게 제작된 확장 가능한 FPGA 솔루션을 지원하여 머신 러닝 모델을 빠르게 배포하고 에지에서의 실시간 데이터 처리를 실현할 수 있습니다.
2. IoT 및 연결 솔루션 개선: 낮은 전력 소모와 효율적인 데이터 처리가 중요한 IoT에서 표준화된 FPGA SoM은 센서 데이터 처리의 통합, 머신 간 통신, 실시간 모니터링 시스템을 대폭 간소화할 수 있습니다. HFM은 FPGA 개발을 간소화하여 농업, 스마트 도시, 에너지 분야에서 IoT 응용 제품을 확장하는 데 있어 중요한 역할을 수행할 수 있습니다.
3. 산업 자동화의 전환: 표준화된 FPGA SoM은 유연성 및 견고성이 중요한 산업 자동화 시스템에 새로운 수준의 적응 가능성을 제공합니다. 여기에는 맞춤형 FPGA 솔루션이 대량의 실시간 데이터를 처리하는 데 필요한 속도와 효율성을 제공하는 로보틱스, 예지 보수, 정밀 제조의 응용 제품이 포함됩니다.

HFM 표준의 미래와 다음 단계

1. 글로벌 채택 및 인증 프로그램: SGeT는 FPGA SoM이 HFM 표준을 충족하는지 확인하기 위한 인증 프로그램을 발표할 예정입니다. 인증은 PCIe 및 USB와 같이 다른 기술 표준의 인증 프로그램과 유사하게 FPGA 벤더의 신뢰성을 개선하고 최종 사용자에게 제품 호환성 및 신뢰성에 대한 신뢰를 제공합니다.
2. 에코시스템 개발 및 지원 네트워크: HFM 표준 성공의 주요 요인은 교육 자료, 개발자 포럼, 소프트웨어 라이브러리를 비롯한 견고한 에코시스템의 개발입니다. 이러한 지원 인프라는 엔지니어가 자신의 프로젝트에 FPGA SoM을 효율적으로 활용하여 표준 채택을 더욱 촉진할 수 있습니다.
3. 연구 및 개발 펀딩: HFM 이니셔티브가 인기를 얻음에 따라 정부, 연구소, 개인 투자자들이 HFM 표준을 지원하는 프로젝트에 자금을 지원하는 데 더 많은 관심을 보일 수 있습니다. 이러한 펀딩은 특히 고성능, 확장성, 보안 컴퓨팅에 의존하는 분야에서 R&D(연구 개발)를 가속화하여 혁신적인 FPGA 응용 제품의 출시 기간을 단축할 수 있도록 지원합니다.
4. 표준 범위의 잠재적 확장: 기술 및 FPGA 기능이 발전함에 따라 양자 컴퓨팅 및 광자 통합과 같은 새로운 기술을 수용하도록 HFM 표준이 확장될 수 있습니다. 이제 SGeT는 유연한 표준을 확립하여 차세대 하드웨어 발전을 FPGA SoM 에코시스템에 통합할 수 있는 향후 개선의 토대를 마련합니다.

HFM(Harmonized FPGA Module) 표준은 현재 업계의 과제를 해결할 뿐만 아니라 빠르게 진화하는 임베디드 컴퓨팅 환경에서 FPGA 기술의 지속적인 성장, 적응성 및 관련성을 지원할 수 있도록 합니다. 표준화된 개발 및 협력을 통해 이 이니셔티브는 설계자의 역량을 강화하고 혁신을 장려하며 광범위한 응용 제품에서 출시 기간을 단축하는 것을 목표로 합니다.

iWave를 선택해야 하는 이유

iWave의 광범위한 FPGA 및 SoC FPGA 플랫폼 포트폴리오는 심층적인 기술 전문 지식과 결합하여 고객이 AI, 머신 러닝 및 에지 컴퓨팅의 최신 발전을 활용하는 최첨단 제품을 개발할 수 있도록 지원합니다. iWave와의 파트너십을 통해 회사는 점점 더 복잡해지는 기술 환경에서 제품 개발을 가속화하고 위험을 줄이며 경쟁에서 우위를 차지할 수 있습니다.

더 자세한 내용을 알아보려는 경우 또는 맞춤형 요구 사항에 대해 논의가 필요한 경우 mktg@iwave-global.com을 통해 문의해 주세요.