����化相次ぐハードウエアのプログラマブルIC〜EuroAsia2013から(1)
10月中旬、��(sh━)国カリフォルニア�Ε汽鵐離爾如�Globalpress Connection主��(h┐o)のEuroAsia 2013が開かれた。中��企業が集まるこのイベントでは、プログラマブルロジック、組み込みシステムとIP、パワーマネジメントなどの半導��IC�\術が登場したが、いずれも��定のシステムとしっかり�Tびついた����が�\加している。3�vに渡ってレポートするが、��1�vはプログラマブルロジックの動きを紹介する。
表1 EuroAsia 2013で発表された内容 主��(h┐o)：Globalpress Connection
半導��チップにプログラム�ξ�を�eたせようとすると、マイクロプロセッサのようにソフトウエアでプログラムする��(sh┫)法と、FPGAのようにハードウエアでプログラムする��(sh┫)法とがある。プログラマブルロジックは、ハードウエアでプログラムする�Z型的なデバイスだ。この10月、ハードウエアでプログラムするロジックの����化が相次いでいる。もともと、アンチヒューズ��(sh┫)式のプログラム素子を集積したICを提供してきたQuickLogicは、スマートフォン��のセンサ信��(gu┤)処理�v路をハードワイヤード処理で高�]・低消�J電��にできるコプロセッサ(図1)を開発した。またハイエンドクロック��のICを�}�XけているIDTは、8kHzから1GHzまでの任�Tの周�S数のクロックを出��できる、プログラマブルなクロックICを?y┐n)���化した。すでに報告したが、Silego社はちょっとした低集積の�v路を1チップで構成できるFPGAを開発している(参考�@料1)。
図1 QucikLogicのセンサ信��(gu┤)処理��のコプロセッサ 消�J電��がMCU��(sh┫)式の1/30と低い 出�Z：QuickLogic
QuickLogicは、iPhone 5sに使われたセンサ信��(gu┤)処理コプロセッサM7と同様の9軸センサ処理�v路をプログラマブルロジックで実現した。チップはコプロセッサであるためアプリケーションプロセッサと協調しながら動作する。�v転を検出する3軸ジャイロと、直線的な動きを検出する3軸加�]度センサ、そして地磁気を検出する3軸磁気センサからの9個のセンサ信��(gu┤)を処理するICである。同社はこれを「センサハブ」と�}び、スマホやタブレットでは�L(f┘ng)かせないコプロセッサとして��を入れる。同社はスマホを�eつ人間の動きを認識することをContext Awareness（�X(ju└)況把��(┐i)）と�}ぶ。例えば、歩数��に使う場合、スマホを�}で�eっていてもポケットに入れていてもどのような場合でも、歩数だけではなく、歩幅も検出する。歩行、ランニング、停�V、�O転�Z乗りなど�X(ju└)況を把��(┐i)できる。�k人暮らしの高齢�vが家の中で倒れた場合でもプロセッサとこのチップを搭載していれば、外�陲�らも認識できる。
常時接��され、常時�X(ju└)況を把��(┐i)するという動作をICで実現するためには、このICの消�J電��を1mW以下に抑えたい。そして、センサ信��(gu┤)の組み合わせを�X(ju└)況として把��(┐i)するアルゴリズムをこのセンサハブにプログラムする。これまでは9軸センサと信��(gu┤)処理IC（MCUベース）の消�J電��はほぼ同じ��度(10mW)だった(図2)。信��(gu┤)処理�霾�は今�vのチップにより1/30に��(f┫)ったため、合��の消�J電��はほぼ半��(f┫)した。センサの中でも消�J電��の�j(lu┛)きなジャイロのそれを��(f┫)らすことで、センサ＋ICの消�J電��を1/3��度に��(f┫)らすことができる。
図2 マイコンよりも低く専��ASSPよりも低い消�J電��を狙う 出�Z：QuickLogic
IDT社のクロック周�S数をプログラムできるクロックジェネレータは、「UFT（Universal Frequency Translator）」(図3)と�}ばれ、8kHz〜875MHzの周�S数を入��すると、8kHzから1GHzまでの最�j(lu┛)8�|類のクロック周�S数を出��する。しかも周�S数を任�Tに��(li│n)ぶことができる。PLLの倍数や分割数ではない。出��のジッターは0.3ps（12kHz〜20MHz）と小さい。
図3 任�Tの周�S数を��(li│n)�Iできるクロック発�昊_(d│) �����v路は8T49N282i 出�Z：IDT
1個のICパッケージ内に最�j(lu┛)4個のPLLを内�鼎任�る。例えば、基��となる水晶発振�_(d│)を�W価な����で揃え、8�|類のクロック周�S数を���Tするという設��だと、消�J電��を下げるときには低い周�S数を��(li│n)び、性�Δ��屬欧燭ぞ豺腓砲蝋發ぜ��S数を��(li│n)ぶ。主��クロックのジッターが小さいため、光ファイバネットワークや、10/40/100Gビット/秒のEthernetルーター、無線ベースステーションなどでの応��をIDTは考えている。
図4 クロック周�S数を�O�y(t┓ng)に��(li│n)ぶためのソフトウエアツール 出�Z：IDT
�~単に周�S数をプログラムできるようにするため、タイミングコマンダー（Timing Commander）と�}ぶソフトウエアツール(図4)も提供する。
参考�@料
1. �j(lu┛)�}顧客から�R文を�]ち切られても、新����で成長を�PばすSilego社 (2013/10/18)
2. 組み込みシステムになびくAMD/IPextreme/Mentor〜EuroAsia2013から(2) (2013/11/06)
3. PoE･���]充電･デジタル化･POLと�H様化するPMIC〜EuroAsia 2013から(3) (2013/12/18)
