마이크로세미 폴라파이어 SoC
저작권료 없는 개방형 RISC-V ISA 기반
마이크로프로세서 서브시스템 결합 아키텍처

5G, 머신 러닝, IoT의 융합이 컴퓨팅을 주도하는 시대가 도래하면서 임베디드 개발자들은 리눅스 기반 운영체제의 다양한 기능들을 필요로 한다. 이를 위해서는 그 어느 때보다도 전력 및 온도가 제한적인 설계 환경에서 결정론적 시스템 요건들을 충족시켜야 하며, 동시에 핵심적인 보안 및 신뢰성 요건들도 마찬가지다. 재구성 가능한 하드웨어와 리눅스 지원 처리능력을 하나의 칩에 결합시킨 전통적인 SoC FPGA는 커스터마이징에 적합한 디바이스를 제공하지만, 높은 소비전력, 검증된 보안 및 신뢰성의 부재, 유연성이 낮고 값비싼 프로세싱 아키텍처라는 단점이 따른다.  
이를 해결하기 위해 마이크로칩 테크놀로지는 자회사인 마이크로세미 코퍼레이션(Microsemi Corporation)을 통해 미드레인지 폴라파이어(PolarFire) FPGA 제품군을 저작권료 없는 개방형 RISC-V ISA(Instruction Set Architecture) 기반 마이크로프로세서 서브시스템과 결합한 SoC FPGA 아키텍처를 출시해 자사의 Mi-V 에코시스템을 확장했다. 

캘리포니아 산타클라라에서 열린 RISC-V 서밋에서 공개된 마이크로칩의 폴라파이어 SoC 아키텍처는 멀티코어 일관성 CPU 클러스터의 리눅스 플랫폼에 리얼타임으로 결정론적 AMP(Asymmetric multiprocessing) 기능을 제공한다. SiFive와 공동 개발한 폴라파이어 SoC 아키텍처는 캐시, 스크래치패드(Scratchpad) 또는 직접 접근 메모리(Direct access memory)로 구성 가능한 유연한 2 MB L2 메모리 서브시스템을 특징으로 한다. 이 아키텍처를 통해 개발자들은 네트워크화된 협응형 IoT 시스템에서 다양한 온도 및 공간 제한적 애플리케이션을 위한 다양한 운영체제와 함께 결정론적 리얼타임 임베디드 애플리케이션을 실행할 수 있다. 

마이크로칩 브루스 와이어(Bruce Weyer) 프로그래머블 솔루션 사업부 부사장은 “폴라파이어 SoC 아키텍처는 설정 가능한 디바이스(Configurable Device)와 저전력, 보안, 신뢰성의 강력한 조합을 바탕으로 리눅스에서의 리얼타임 기능을 지원한다”라며, “마이크로칩의 Mi-V RISC-V 에코시스템과 시스템 솔루션 포트폴리오를 바탕으로 폴라파이어 SoC 아키텍처는 고객들에게 컴퓨팅 산업의 차세대 도전과제들에 대처할 수 있는 플랫폼을 제공한다”라고 말했다. 

폴라파이어 SoC에는 인스트럭션 트레이스, 50개의 브레이크포인트, 패시브 런타임 설정 가능(Passive run-time configurable) AXI(Advanced eXtensible Interface) 버스 모니터, FPGA 패브릭 모니터 등의 광대한 디버그 기능 및 마이크로칩의 내장형 2채널 논리분석기인 스마트디버그(SmartDebug)가 포함되어 있다. 또한, 폴라파이어 SoC 아키텍처는 모든 메모리의 SEC-DED(Single Error Correction and Double Error Detection) 기능, 피지컬 메모리 보호, DPA(Differential power analysis) 세이프 크립토 코어, 방어등급의 보안 부팅(Secure boot) 및 128Kb 플래시 부팅 메모리(Flash boot memory) 등의 신뢰성 및 보안 기능들을 갖추고 있다.

SiFive의 CEO인 나비드 셰르와미(Naveed Sherwami)는 “완전 맞춤형 프로그래머블 RISC-V 플랫폼인 폴라파이어 SoC 아키텍처는 개발자들이 특정 분야의 고유한 요건에 따라 새롭고도 흥미로운 방식으로 혁신적인 리눅스 기반 SoC를 설계할 수 있도록 한다”라며, “폴라파이어 SoC는 시장을 선도하는 SiFive의 U54-MC CPU 코어 컴플렉스를 활용하여 예측 가능한 행동들을 통해 개발자들에게 리얼타임 시스템 구축에 따르는 전반적 어려움을 극복할 수 있는 역량을 제공할 것”이라고 밝혔다.