富士通セミコンダクターのSoCソリューションへの挑戦

(1)

富⼠通セミコンダクターの

SoCソリューションへの挑戦

2014年10⽉30⽇

富⼠通セミコンダクター株式会社

システムＬＳＩカンパニー

SoC設計センター第⼆検証技術部

井熊範⾏

(2)

富⼠通セミコンダクターの紹介

High Performance SoCソリューション

“

High Performance SoC

ソリューション”

“イメージングソリューション“

により

Smart

社会に貢献

ドキュメント光ネットワークデータセンター⾃動⾞/産業/医療ディジタルスチルカメラモバイルカメラムービー/監視カメラ DTV/各種ディスプレイ放送/IP伝送⽤配信システム Core Technology

(3)

プラットフォームSoC

S70シリーズ

(4)

プラットフォームSoC S70シリーズ



⾼性能と省電⼒を実現し、様々なイメージングアプリケーションに最適な

プラットフォームSoCソリューション



S73

はDual Cortex™-A7 とSingle Mali™を搭載、省電⼒機器向けに最適

(5)

MB86S70

の概要



Dual-core ARM® Cortex- A15/A7, 2.4GHz high speed frequency



ARM big.LITTLE™ processing delivers high-speed and low power

consumption



Power saving and standby while highly responsive (e.g., WOL)



High-speed calculation function by quad-core GPGPU and OpenCL



Multimedia Codec, 4K2K (H.264)

(6)

MB86S73

の概要



Dual-core ARM® Cortex- A7, 1.2 GHz



High performance calculation by single GPGPU (Mali-T624 @400MHz),

OpenCL



High speed Intra-Chip data transfer (PCIe)



Power saving and standby while highly responsive (e.g., WOL/USB)

(7)

ARM プラットフォーム SoC ロードマップ

2013 2014 2015 2016 MB86S73 v8 architecture MB86S70 Linaro Kernel BSP Linaro Kernel BSP Years CY Features MB86S71/S72 Linaro Kernel BSP



プロダクト概要

 For HIGH RANGE ： Cortex-A15/A7 Dual, Mali-T624(Quad core)

 For MIDDLE RANGE ： Cortex-A15/A7 Dual, Mali-T624(Single core)

 For LOW RANGE ： Cortex-A7 Dual, Mali-T624(Single core)



お客様のアプリケーションの最適な設計手法をご提案します

― OpenCLを用いたソフトソリューションからＡＳＩＣのハードソリューションまで対応可能 Cortex™A15Dual, A7 Dual (big.LITLLE)

GPGPU(OpenCL, OpenGL) 4K2K H.246 30fps decode DDR3 32bit x 2ch PCI-Express Cortex™A7 Dual GPGPU(OpenCL, OpenGL) JPEG Codec

DDR3/3L 64bit x 1ch (DIMM support) PCI-Express

Cortex™A15Dual, A7 Dual (big.LITLLE) GPGPU(OpenCL, OpenGL)

4K2K H.246 30fps decode

DDR3/3L/DDR4 64bit x 1ch (DIMM support) PCI-Express Under development Under planning CPU _GPU 15 7 15 7

CPU GPU CPU

GPU

7 7

15 15 7 7

(8)

(9)

プラットフォームソフトウェアの概要

 Core software env. (LINUX & Programing env.)

 Fron-end Software(coming soon)

Java/FireFox Solution

Superior UI Tools(SEGA, Unity)

 OS Solutions Any distributor’s solutions

Quick Boot , Virtualization Technologies

Systm ctl.

(10)

S70シリーズプラットフォームソフトウェア



オープンソフトウェアの活用を前提とした、ソフトウェア構造の導入

これまでこれから ■組み込み機器開発におけるソフトウェア開発コストの増大 (例えば、最新ソフトウェア技術の導入コストの増大) ■良質なオープンソフトウェアの活用によるソフトウェア開発コストの低減 ■ソフトウェア資産の継承性維持 Applications

Framework & Middleware ApplicationsMiddleware

Open Framework & Middleware OS & Drivers OS(Linux) & Drivers

Hardware Platform Hardware Platform

(Platform SoC)

Platform Software

(11)

S70シリーズプラットフォームソフトウェア



プラットフォームソフトウェアの構築を支援するLinux BSPを提供

Applications

Framework & Middleware OS & Drivers Hardware Platform

Applications Middleware

Open Framework & Middleware OS(Linux) & Drivers Hardware Platform#1

(Platform SoC#1)

Applications Middleware

Open Framework & Middleware OS(Linux) & Drivers Hardware Platform#2 (Platform SoC#2) 独自開発オープンプラットフォームソフトウェアの構築展開 Linux BSP

(big.LITTLE, LPAE, STR(Suspend To RAM), ネットワーク待機応答,, ...) Platform Software



お客様の製品システムに対応したプラットフォームソフトウェアの

構築サービスを提供

10

(12)

(13)

CPU

性能/消費電⼒

Double Precision Single Precision

Linpack [Mflops/mW]

Cortex-A7 (0.8GHz) Cortex-A7 (1.2GHz) Cortex-A9 (1.0GHz) 12

(14)

S70

シリーズ

Java

性能

(15)

S70

シリーズへのJavaアプリ流⽤性



PC

で動いていたJavaアプリが、MB86S70/S73で動作



Java

環境の構築、Javaアプリケーションの移植はすぐに可能



MB86S70

でノートPCと同じレベルのJavaFX描画

ソフトウェアプラット

フォーム

MB86S70/S73評価ボード

JVM

Linux

Javaベンチマーク、JavaFXアプリ PC

JVM

Windows

Javaベンチマーク、JavaFXアプリ

OpenGL

14

(16)

プラットフォームSoCのJava性能



測定ベンチマーク



測定対象

CaffeineMark 3.0 Pendragon 社の提供するクライアント向け性能の測定テスト。

名称ボード使⽤するCPU

S70(A15 Dual) MB86S70評価ボード CortexA15(3.5DMIPS/MHz)@1.6GHz x2 S70(A7 Dual) MB86S70評価ボード CortexA7(1.9DMIPS/MHz)@0.8GHz x2

ARM1176JZF-S ARM1176JZF-S(1.25DMIPS/MHz)

@700MHz

(17)

CaffeineMark 3.0



S70

はCortexA8の2.66～7.11倍速い



S73

はCortexA8の1.37～2.02倍速い

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

Slieve Loop String Float Method

Score, higher is better

S70([email protected] Dual) S73([email protected] Dual) ARM1176JZF-S CortexA8@1GHz

(18)

(19)

CA15#0 ratio 70.1% CA15#1 ratio 61.5% Mali-t624 8.3% CA15#0 ratio 85.3% CA15#1 ratio 26.1% Mali-t624 40.4% CA15#0 ratio 70.3% CA15#1 ratio 55.3% Mali-t624 8.2%

CPUとGPUの⽐率

(20)

S70

シリーズ

(21)

S70シリーズのGPUソリューション

Imaging ASIC Imaging Program CPU or GPGPU Imaging UDL Software Software

Software solution

Algorithm

_{Hardware solution}

Customers strong point

OpenCLを用いてＧＰＧＰＵを利用するプログラミングが可能

従来ハードウェアでのみ実現可能だった差異化処理をソフトウェアでの実現

(22)

S70

シリーズ OpenCL性能

Uit：Sec. N o. Filter MB86S73 MB86S70 _Image Mali-T624 (1 core) Cortex-A15 Mali-T624 (4 core) 1 filter2d 1.040 0.828 0.260 2 Gauss 2.540 4.224 0.635 3 Morpho dilate 0.824 1.045 0.206 4 Morpho 0.824 1.046 0.206

(23)

カスタムSoC開発ソリューション

(24)

プラットフォームSoCベースのソリューション



お客様の製品に最適なソリューションを提案します

product system

Custom SoC(ASIC)

_{Cut Down}

Platform Software

User software

Custom SoC(ASIC)

MB86S70/73

PCIe

チップセット

ソリューション

or

(25)

カスタムSoCの開発・評価環境



実績のあるPlatform Software 、Evaluation BoardとFPGA-Based Prototyping

Systemを組み合わせた開発・評価環境をご提供



ハード・ソフトの分割検討、ソフトウェアの先行開発可能



カスタムSoC開発期間は、フルスクラッチ開発に比べ6～8ヶ月短縮

(当社ベンチ比) Evaluation Board Platform-SoC Design Open Framework Linux Kernel from Linaro

Platform Software

User Defined Logic

PCIe

+

Platform-SoC Base Custom SoC Algorithm for image Processing Software RTL HAPS-70 (Synopsys社製) Cortex™-A7 Dual Mali T624 USB3.0, SD, etc. セミカスタムボード～30Mゲートまで 30Mゲート以上 C, C++ OpenCL High Level Synthesis

=

24

(26)

まとめ



プラットフォームSoC紹介（概要・ロードマップ・性能など）

 高性能と省電力を実現し、様々なイメージングアプリケーションに最適なソリューション

 S73はDual Cortex™-A7 とSingle Mali™を搭載、省電力機器向けに最適



プラットフォームソフトウェア紹介

 プラットフォームソフトウェアの構築を支援するLinux BSP提供／カスタマイズサービスを提供  お客様の製品システムに対応したプラットフォームソフトウェア構築サービスを提供



Java開発環境紹介

 PCで動いていたJavaアプリの移植は直ぐに可能



GPUソリューション

 OpenCLを用いて差異化処理をソフトウェアでの実現



カスタムSoC開発ソリューション

(27)

(28)

Linux は、Linus Torvalds ⽒の⽇本およびその他の国における登録商標または商標です。 ARM、Cortex、NEON、及びMaliはARM Limitedの商標です。

富士通セミコンダクターのSoCソリューションへの挑戦

富⼠通セミコンダクターの

SoCソリューションへの挑戦

2014年10⽉30⽇

富⼠通セミコンダクター株式会社

システムＬＳＩカンパニー

SoC設計センター 第⼆検証技術部

井熊 範⾏

富⼠通セミコンダクターの紹介

“

High Performance SoC

ソリューション”

“イメージングソリューション“

により

Smart

社会に貢献

プラットフォームSoC

S70シリーズ

プラットフォームSoC S70シリーズ



⾼性能と省電⼒を実現し、様々なイメージングアプリケーションに最適な

プラットフォームSoCソリューション



S73

はDual Cortex™-A7 とSingle Mali™を搭載、省電⼒機器向けに最適

MB86S70

の概要



Dual-core ARM® Cortex- A15/A7, 2.4GHz high speed frequency



ARM big.LITTLE™ processing delivers high-speed and low power

consumption



Power saving and standby while highly responsive (e.g., WOL)



High-speed calculation function by quad-core GPGPU and OpenCL



Multimedia Codec, 4K2K (H.264)

MB86S73

の概要



Dual-core ARM® Cortex- A7, 1.2 GHz



High performance calculation by single GPGPU (Mali-T624 @400MHz),

OpenCL



High speed Intra-Chip data transfer (PCIe)



Power saving and standby while highly responsive (e.g., WOL/USB)

ARM プラットフォーム SoC ロードマップ



プロダクト概要



お客様のアプリケーションの最適な設計手法をご提案します

プラットフォームソフトウェアの概要

S70シリーズ プラットフォームソフトウェア



オープンソフトウェアの活用を前提とした、ソフトウェア構造の導入

S70シリーズ プラットフォームソフトウェア



プラットフォームソフトウェアの構築を支援するLinux BSPを提供



お客様の製品システムに対応したプラットフォームソフトウェアの

構築サービスを提供

CPU

性能/消費電⼒

Linpack [Mflops/mW]

S70

シリーズ

Java

性能

S70

シリーズへのJavaアプリ流⽤性



PC

で動いていたJavaアプリが、MB86S70/S73で動作



Java

環境の構築、Javaアプリケーションの移植はすぐに可能



SoC設計センター第⼆検証技術部

井熊範⾏

S70シリーズプラットフォームソフトウェア

S70シリーズプラットフォームソフトウェア

_{Hardware solution}