FPGA-piirien käyttökohteet nyt ja tulevaisuudessa Tomi Norolampi
ESITYKSEN SISÄLTÖ Flexibilis Oy lyhyesti FPGA FPGA-teknologian nykytilanne ja tulevaisuus Kaupallinen näkökulma Uudelleenkonfiguroinnin mahdollistama uudentyyppinen liiketoiminta Esimerkki teollisuudesta
FLEXIBILIS OY Yritys Perustettu 1998 Liikevaihto 1,2 M Toimistot Tampereella ja Seinäjoella Työntekijöitä 12 FPGA-teknologiaan erikoistunut yritys
FLEXIBILIS OY Erikoisosaaminen Time synchronization (IEEE1588) Secure communication Ethernet TCP/IP Linux device drivers FPGA based digital signal processing SoC (System-on-a-chip) solutions
FLEXIBILIS OY Tuotteet (IEEE1588) Flexibilis Gigabit Ethernet Controller (AFEC) Flexibilis Ethernet Switch (FES) Flexibilis PTP Stack (FPTP) Synchronization Being Tested at IEEE 1588 plugfest at Austria Vienna October 2007
FPGA Field Programmable Gate Array? Ohjelmoitava logiikkapiiri Sisälle voidaan ohjelmoida mm. prosessoreita, signaalinkäsittelylohkoja, tietoliikennekiihdyttimiä ja salaimia
NYKYTILANNE Tehonkulutus Kapasiteetti Suorituskyky Työkalut IP Elinkaari Hinta
TULEVAISUUS Tehonkulutus Kapasiteetti Suorituskyky Työkalut IP Elinkaari Hinta Trendit - Sarjamuotoinen liikenne - Tehonkulutus pienenee - Integroidut prosessoriytimet
KAUPALLINEN NÄKÖKULMA Väite 1. Tuotekehityksen ja tuotteistamisen minimihinta on 500 000 per tuote 2. Tyypillinen volyymi on 500-1000 kappaletta vuodessa 3. Tyypillinen tuotteen elinkaari on yli 5 vuotta Kysymys 1. Onko komponentin yksikköhinta optimointikohde numero 1? 2. Mitä jos käytössä oleva prosessoriratkaisu tai kriittinen standardipiiri poistuu markkinoilta tuotteen elinkaaren aikana? 3. Mitä jos kilpailijat tuovat uusia killer -ominaisuuksia tuotteisiinsa?
KAUPALLINEN NÄKÖKULMA Ratkaisu? 1. Ennakoi tulevaisuutta älä hyväksy kertakäyttöratkaisuja 2. Käytä FPGA-teknologiaa 3. Rakenna yrityksellesi hyvin dokumentoitu IP-kirjasto, jota voidaan käyttää jatkokehityksessä
UUDELLEENKONFIGUROINNILLA UUTTA LIIKETOIMINTAA? Rauta on softaa? Minusta on moneksi?
ESIMERKKI FLEXIBILIS OY 1 HW, monta tuotetta
Requirements for military network (1/5) sensor 1 sensor 2 Synchronization Communication Data transfer situational picture
Requirements for military network (2/5) Network usage communication between people voice data gathering of information from sensors radars cameras synchronisation of sensors synchronization of sensors and sensor data improves the quality of the generated situational picture synchronization of sensors and sensor data degrades the computing power needed for generating situational picture
Requirements for military network (3/5), Security All-IP military network requires link level encryption. Without link encryption an eavesdropper can gather information on: network stucture amount of traffic (activity) by just listening to the link
Requirements for military network (4/5), Security In all-ip network, without link encryption, an attacker can inject packets to the network, and: break time synchronization -> corrupts sensor data corrupt network routing tables -> breaks the whole communication network!
Requirements for military network (5/5), Autoconfigurability Manual network configuration is time consuming is prone to human errors requires expertise occupies important people The more mobile the troops are, the more frequently the network structure changes -> autoconfigurability becomes a must
Our solution
Our solution Based on standard technologies Internet Protocol for data transfer Gigabit Ethernet (copper/fiber) for high data rates IPSec and PKI for end-to-end security AES for encryption IEEE 1588 Precision Time Protocol for accurate time synchronization -> using standard technologies enables best possible compatibility with existing and future equipment
Our solution Security at two levels link level encryption protects against man-in-the-middle attacks protects against repeat attacks protects against eavesdropping protects industry standard protocols that do not have strong native security mechanisms (routing, time synchronization) end-to-end encryption further strenghtens the security enables multiple security levels Authentication and Authorization devices which devices are allowed to connect to the network users which users are allowed to use which services
Our solution Synchronization based on IEEE standard 1588 Precision Time Protocol Special hardware for achieving best possible accuracy Accuracy exceeds the requirements of Passive radar systems WiMAX base station synchronization Software Defined Radio (SDR) systems Backing up or replacing satellite based synchronization mechanisms (for example GPS) in most applications
Maailman tarkin ja ainut tietoturvallinen ratkaisu Tämä ei olisi ollut mahdollista ilman FPGA-teknologiaa.