AI エンジンアレイインターフェイス

AI エンジンアレイインターフェイスは、PL インターフェイスタイルと NoC インターフェイスタイルで構成されます。また、デバイスにコンフィギュレーションインターフェイスが 1 つあります。次の図に、アレイインターフェイスの接続を示します。AI エンジンアレイは、この接続を使用して Versal アーキテクチャ内のほかのブロックと通信します。また、この図には PL、NoC、または AI エンジンタイルとの接続、および AXI4-Stream スイッチどうしの接続に使用する AXI4-Stream インターコネクトのストリーム数も示しています。

ヒント: PL インターフェイスタイルと NoC インターフェイスタイルの数は、個々のデバイスにより異なります。AI エンジンアレイのサイズは、『Versal アーキテクチャおよび製品データシート: 概要』 (DS950) を参照してください。

図 1. AI エンジンアレイインターフェイスのトポロジ

注記: AI エンジンの F_MAX は、-1L スピードグレードデバイスの場合で 1GHz です。PL クロックは、その半分のスピードの 500MHz に設定する必要があります。また、AI エンジンと NoC のクロック間の NoC インターフェイスタイルでクロック乗せ換えがあります。

PL および NoC へのインターフェイスには、次の種類があります。

メモリマップド AXI4 インターフェイス: NSU から AI エンジン (スレーブ) への通信チャネル
AXI4-Stream インターコネクトには、次の 3 種類のインターフェイスがあります。
- PL ストリーミングインターフェイスへの双方向接続
- アレイインターフェイス DMA への接続 (メモリマップド AXI4 インターフェイスを使用して NoC へのトラフィックを生成)
- NoC ストリーミングインターフェイス (NSU および NMU) との直接接続

AI エンジンアレイインターフェイスタイルは、次の 2 つの高性能インターフェイスを管理します。

AI エンジン/PL 間
AI エンジン/NoC 間

次の表に、PL、NoC、および AI エンジンタイルと接続する AI エンジンアレイインターフェイスの帯域幅をまとめます。ここに示した帯域幅の値は、-1L スピードグレードデバイスの場合の AI エンジン 1 列分で指定されています。PL と AI エンジンインターフェイス間、および AXI4-Stream スイッチと AI エンジンタイル間では、1 列あたりの接続数が少なくなっています。これは、水平方向の配線能力を高めるために、水平方向に接続されたストリームスイッチをサポートしているためです。これ以外のスピードグレードの各種デバイスの全帯域幅は、『Versal AI コアシリーズデータシート: DC 特性および AC スイッチ特性』 (DS957) を参照してください。

表 1. AI エンジンアレイインターフェイス/PL インターフェイス間の帯域幅
接続の種類	接続の数	データ幅 (ビット)	クロックドメイン	接続あたりの帯域幅 (GB/s)	全帯域幅 (GB/s)
PL から AI エンジンアレイインターフェイス	8	64¹	PL (500MHz)	4	32
AI エンジンアレイインターフェイスから PL	6	64	PL (500MHz)	4	24
AI エンジンアレイインターフェイスから AXI4-Stream スイッチ	8	32	AI エンジン (1GHz)	4	32
AXI4-Stream スイッチから AI エンジンアレイインターフェイス	6	32	AI エンジン (1GHz)	4	24
AXI4-Stream スイッチ間の水平インターフェイス²	4	32	AI エンジン (1GHz)	4	16
PL との間のすべてのストリームは、PL 側では 64 ビットになります。ストリームは、32 ビット幅に変換できますが、64 ビット幅のストリームのうち 32 ビットワードのみが有効になります。64 ビット幅のストリームを 2 つ組み合わせて 128 ビット幅のストリームを構成できますが、接続数は半分になります。記載した全帯域幅は左右方向の値です。各 AXI4-Stream スイッチには、入力と出力の 2 方向の接続があります。

表 2. AI エンジンアレイインターフェイス/NoC インターフェイス間の帯域幅
接続の種類	接続の数	データ幅 (ビット)	クロックドメイン	接続あたりの帯域幅 (GB/s)	全帯域幅 (GB/s)
AI エンジンから NoC (NoC 側)	1	128	NoC インターフェイス (960MHz)¹	16	16
AI エンジンから NoC (AI エンジン側)	4	32	AI エンジン (1GHz)	4	16
NoC から AI エンジン (NoC 側)	1	128	NoC インターフェイス (960MHz)¹	16	16
NoC から AI エンジン (AI エンジン側)	4	32	AI エンジン (1GHz)	4	16
周波数は –1L スピードグレードを基準としています。

表 3. AI エンジンアレイインターフェイス/AI エンジンタイル間の帯域幅
接続の種類	接続の数	データ幅 (ビット)	クロックドメイン	接続あたりの帯域幅 (GB/s)	全帯域幅 (GB/s)
AXI4-Stream スイッチから AI エンジンタイル	6	32	AI エンジン (1GHz)	4	24
AI エンジンタイルから AXI4-Stream スイッチ	4	32	AI エンジン (1GHz)	4	16

AI エンジンアレイインターフェイスについては、この後のセクションで詳しく説明します。AI エンジンタイルの説明は、AI エンジンタイルのアーキテクチャの章を参照してください。