Uusimmat FPGA-piirit ovat massiivisia järjestelmäpiirejä, joissa FPGA-osan lisäksi on prosessoreja, DSP-lohkoja, grafiikkaprosessoreja, tekoälysuorittimia ja koko joukko muuta toiminnallisuutta. Tällaisen kokonaisuuden ohjelmointi vaatii periaatteessa erittäin laajaa laitesuunnittelun osaamista. Ei enää, väittää FPGA-talo Xilinx.
Xilinx on esitellyt uuden Vitis-kehitysalustan, jota talon sisällä on kehitetty viiden vuoden ajan ja tuhannen miestyövuoden verran. Kyse on alustasta, joka räätälöi Xilinx-laitteiston (FPGA-matriiseineen) softa- tai algoritmikoodiksi ilman, että prosessissa vaaditaan HDL-ohjelmoinnin asiantuntemusta.
Vitis ei ole perinteinen yritys- tai laite/arkkitehtuurispefisi kehitysympäristö, vaan se liittyy suoraan yleisiin ohjelmistonkehitystyökaluihin. Vitis-ohjelmoinnissa voidaan hyödyntää laajaa valikoimaa avoimen koodin kirjastoja, joten koodaaja voi keskittyä algoritmeihinsa.
Vitis-alustaa on kehitetty Xilinxin Vivadon pohjalta, mutta kyse on uudesta kehyksestä. Vivado on laajalti Xilinxin FPGA-asiakkaiden käytössä ja sen tukea yhtiö lupaa jatkaa, mikäli nämä haluavat jatkaa VHDL- ja Verilog-koodaamista. Xilinxin mukaan Vitis voi tosin tuoda teholisän myös näille suunnittelijoille, kun laitemoduuleja voidaan kutsua toimintoina suoraan ohjelmistosta.
Xilinxin mukaan Vitis on ohjelmistopinopohjainen arkkitehtuuri, jossa on neljä kerrosta. Pohjalla on Vitis-kohdelaitteisto, johon sisältyy kortti ja esiohjelmoitu I/O-järjestelmä. Toisessa kerroksessa on Vitis-ydinkehityspaketti. Siinä Xilinxin oma avoin ajonaikainen kirjasto hallitsee datan liikuttelua järjestelmän eri osien välillä. Osiin voi kuulua esimerkiksi Xilinxin tulevien Vercal ACAP -järjestelmäpiirien tekoälymoottori.
Kolmannella tasolla alustaan kuuluu yli 400 optimoitua avoimen koodin sovellusta kahdeksassa ei Vitis-kirjastossa. Näihin kuuluu esimerkiksi konenäkökirjasto, lineaarialgebrakirjasto BLAS, tietokantakirjadto, jne. Näiden avulla kehittäjä voi kutsua valmiiksi kiihdytettyjä toimintoja piirille standardin ohjelmointirajapinnan kautta.
Xilinxin mukaan keskeisin kerros ja samalla koko FPGA-markkinan kannalta mullistavin on neljäs eli Vitis AI. Siinä FPGA-piirin resurssit optimoidaan ja ohjelmoidaan hyödyntämään suosituimpien tekoälykehysten (kuten TensorFlow ja Caffe) malleja. Käytännössä koodaajalle annetaan työkalut, joilla voidaan optimoida, pakata ja kääntää valmiita AI-malljea ajettavaksi suoraan FPGA-piirillä. Tämä kaikki onnistuu noin minuutissa, Xilinx kehuu.
Vitis AI:n rinnalle Xilinx lupaa pian tuoda toisen sovellusspesifin arkkitehtuurin, joita se kutsuu nimellä DSA (domainspesific architecture). Tämä Vitis Video mahdollistaa videoenkoodauksen tuomisen FPGA-piirillä yksinkertaisella koodikutsulla. Myös Xilinxin kumppanit kehittävät omia DSA-arkkitehtuureitaan, joita voidaan hyödyntää Vitis-kehityksessä.
Vitis-työkalut tulevat ensi kuussa ladattavaksi Xilinxin korttiasiakkaille.
Perinteisillä avaruuslennoilla on aiemmin suoritettu laskentaa yli 20 vuotta vanhalla prosessoritekniikalla, jonka avulla on selvitty sekä Maan kiertoradan että syvän avaruuden laskentatehtävistä. Viime aikoina Maata kiertävät matalan kiertoradan lennot ovat yleistyneet nopeasti, ja niihin riittää säteilynsiedoltaan ja kustannuksiltaan kevyempikin prosessoriratkaisu. Microchip on kehittänyt piirikolmikon, joka täyttää kaikki modernien avaruuslentojen vaatimukset.
