隨著工業(yè)自動(dòng)化和 5G 等技術(shù)的發(fā)展,，開發(fā)人員開始尋求為網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用添加處理和互連功能,。為了順應(yīng)這種趨勢(shì),，這些器件需要采用支持 PCIe 和千兆以太網(wǎng)等常見接口的低功耗處理硬件,。設(shè)備開發(fā)人員還需要易于使用,、統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái),，提供將產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)所需的硬件,、軟件和 IP,。為了滿足市場(chǎng)需求，萊迪思推出了全新 Lattice Certus-NX 系列 FPGA,。

　　這些意味著萊迪思在新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略的指導(dǎo)下僅用六個(gè)月就發(fā)布了第二款產(chǎn)品系列,，Lattice Nexus 是業(yè)界首個(gè)基于 28 nm FD-SOI 工藝的低功耗 FPGA 技術(shù)平臺(tái)，而 Certus-NX 器件是在該平臺(tái)上開發(fā)的第二款 FPGA 系列產(chǎn)品,。

　　萊迪思現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持總監(jiān)蒲小雙介紹,，“該系列器件在通用 FPGA 市場(chǎng)上擁有領(lǐng)先的 IO 密度，每平方毫米的 IO 密度最高可達(dá)同類 FPGA 競(jìng)品的兩倍,。Certus-NX FPGA 擁有卓越的低功耗,、小尺寸、高可靠性和瞬時(shí)啟動(dòng)等特性,，支持高速 PCI Express（PCIe）和千兆以太網(wǎng)接口,，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同處理、信號(hào)橋接和系統(tǒng)控制,?！?/p>

　　Certus-NX FPGA 支持易于使用的 LatticeRadiant 軟件

　　萊迪思現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持總監(jiān)蒲小雙

　　密度增大，安全性更高

　　對(duì)比發(fā)現(xiàn),，新產(chǎn)品和上一代產(chǎn)品都是在 28nm FD-SOI 工藝平臺(tái)上打造的,，都有 DSP 模塊，都分為 17K,、40K 兩類,，兩者到底有哪些區(qū)別？ 蒲小雙解釋,，“從整體來看,，兩代產(chǎn)品都基于 28nm FD-SOI 工藝制造，最大的差別是,，Certus-NX 沒有 MIPI hardcore,，這是為了增加 I/O 的數(shù)量，達(dá)到 195 個(gè) IO,，在小封裝中,，每平方毫米增加 I/O 對(duì)細(xì)分市場(chǎng)的客戶是有益的，這是我們?cè)谕茝V上一代產(chǎn)品時(shí)發(fā)現(xiàn)的,；另外一個(gè)區(qū)別是,，在安全認(rèn)證方面，為了保護(hù)器件的位流免于未經(jīng)授權(quán)的訪問 / 更改 / 復(fù)制,，Certus-NX FPGA 支持 AES-256 加密和領(lǐng)先的 ECDSA 認(rèn)證,，可在設(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)提供保護(hù)，而第一代產(chǎn)品沒有 ECSDA 模塊,。Certus-NX 系列 FPGA 設(shè)有 17K 和 40K 兩種邏輯單元,，都是比較小的 FPGA,。一般來說，在邊緣配置高邏輯 FPGA,，功耗也會(huì)相應(yīng)增加,，因此用戶在選擇方案時(shí)需要折中，設(shè)計(jì)者要在純 FPGA 方案,、MCU+FPGA 方案、DSP+FPGA 方案中篩選,，做到性能和功耗的平衡,。

　　由于手機(jī)出貨量很大，現(xiàn)在的大部分傳感器都采用 MIPI 接口,，第一代產(chǎn)品具有 MIPI 接口,，因此側(cè)重嵌入式視覺應(yīng)用，如今 MIPI CS 接口變成了很多 AP,、DSP,、MCU 的標(biāo)準(zhǔn)接口。FPGA 更多是作為協(xié)處理器,，需要接口與主處理器連在一起,，第二代產(chǎn)品支持高速 PCI Express（PCIe），面向從自動(dòng)化工業(yè)設(shè)備中的數(shù)據(jù)處理到通信基礎(chǔ)設(shè)施中的系統(tǒng)管理等一系列應(yīng)用,。

　　滿足用戶”小尺寸,、低功耗“的剛需

　　Certus-NX FPGA 支持易于使用的 LatticeRadiant 軟件

　　Certus-NX FPGA 的尺寸縮小多達(dá) 3 倍，可以在 36 平米內(nèi)實(shí)現(xiàn)完整的 PCIe 解決方案,。即便是使用 Certus-NX FPGA 系列的最小封裝,，其每平方毫米 I/O 密度仍是同類 FPGA 競(jìng)品的兩倍，為橋接應(yīng)用提供更大的設(shè)計(jì)靈活性和強(qiáng)大的支持,；IO 連接更可靠,，其中 1.5 Gbps 差分 IO，性能超過競(jìng)品 FPGA 最高可達(dá) 70%,。蒲小雙解釋,，”我們的差分 I/O 可以運(yùn)行到 1.5Gbps，競(jìng)爭對(duì)手的同類產(chǎn)品運(yùn)行到 1.25Gbps,，因此比競(jìng)爭對(duì)手高 70%,。“還支持 5 Gbps PCIe,、1.5 Gbps SGMII 和 1066 Mbps DDR3,，開發(fā)人員可以在 Certus-NX 開發(fā)板上測(cè)試這些 IP 模塊，快速實(shí)現(xiàn)在 Certus-NX FPGA 目標(biāo)應(yīng)用上常用的接口,。

　　另外,，功耗降低多達(dá) 4 倍,，Certus-NX FPGA 的可編程基體偏壓功能可根據(jù)用戶的應(yīng)用需求，可選擇高性能或低功耗工作模式,。與同類 FPGA 相比,，該系列器件的功耗可降低多達(dá) 4 倍。關(guān)于功耗的降低,，蒲小雙解釋,，”主要是 FD-SOI 帶來的，F(xiàn)D-SOI 技術(shù)原來是針對(duì) IoT 推出的,，在邊緣應(yīng)用中用戶希望功耗更低,，它的漏電流很小?！?/p>

　　Certus-NX FPGA 的啟動(dòng)時(shí)間幾乎是瞬時(shí)啟動(dòng),，全新器件還通過 SPI 存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)超快的器件配置，其速度最該可達(dá)同類 FPGA 競(jìng)品的 12 倍,。單個(gè) I/O 配置只需 3 ms,，整個(gè)器件啟動(dòng)時(shí)間僅為 8-14 ms（取決于器件大小）,。為什么配置時(shí)間可以大幅度縮減,？除了工藝以外，每個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法,、加載方法都不一樣,，對(duì)于傳統(tǒng) FPGA 來說，一般都是在外面加一個(gè) SPI Flash,，傳統(tǒng) FPGA 的快慢往往決定于 SPI 能跑多快,。以前 FPGA 最快能運(yùn)行到 50Mbps，現(xiàn)在的新 SPI Flash 可以達(dá)到 130M,。而且原來的 SPI 是單通道運(yùn)行,，現(xiàn)在可以是四個(gè)通道，叫 QSPI,。如果你能支持 QSPI 那么寬的數(shù)據(jù),，在加載或者相應(yīng)的 FPGA 設(shè)計(jì)時(shí)，就要把數(shù)據(jù)通道打通,，讓配置時(shí)間縮短?，F(xiàn)在用戶對(duì)器件性能要求越來越高，外面提供 SPI Flash 有好處,，在芯片內(nèi)部專門配置快速設(shè)計(jì)也有優(yōu)勢(shì),。

　　高可靠性和易用性兼得

　　對(duì)于安全性要求極高的工業(yè)和汽車應(yīng)用而言，可靠的性能至關(guān)重要,。這些應(yīng)用中的器件必須達(dá)到預(yù)期的性能,，以避免對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)造成損害,。Certus-NX FPGA 的抗軟錯(cuò)誤率（SER）性能最高為同類 FPGA 的 100 倍，Certus-NX FPGA 為工業(yè)溫度級(jí)器件,，它還支持片上 ECC 和 SEC,。

　　對(duì)于工業(yè)和汽車的總線支持，蒲小雙表示,，常用汽車總線稱之為 CANBus 總線,，因?yàn)?CANBus 總線不是特別快，萊迪思提供 IP 支持,。另外,，高速數(shù)據(jù)傳輸總線分為工業(yè)以太網(wǎng)和 FTPLink3，車載采用較多,。其優(yōu)勢(shì)是單對(duì)線的速率很高，可以達(dá)到 1.4G,、2G,，主要傳輸視頻圖像，也可以做雙向,，但是因?yàn)槭撬接袇f(xié)議,，cable 和芯片都很貴。MIPI 是汽車領(lǐng)域的一個(gè)公開組織,，MIPI 現(xiàn)在在推 A-PHY 標(biāo)準(zhǔn),，以后 FPGA 和處理器都會(huì)帶有 A-PHY，因?yàn)?A-PHY 基本上可以取代其它的產(chǎn)品,。我們的產(chǎn)品可以用于車載,，例如，帶 MIPI CSI 的 AP,，基本 1-2 個(gè)可以用到汽車上,。未來，汽車上的攝像頭會(huì)越來越多,，包括環(huán)式,、前式、后式等,，這些 MIPI 都要連接,，還要傳輸回來。我們的產(chǎn)品可以發(fā)揮橋梁作用,，還可以提供 ISP 圖像處理的功能,。”

　　另外,，Certus-NX FPGA 支持易于使用的 LatTIceRadiant 軟件,，提供了統(tǒng)一的 FPGA 設(shè)計(jì)環(huán)境,，集成了優(yōu)秀的工具和功能，可幫助用戶快速高效地開發(fā)應(yīng)用,，用戶基本上在 10 分鐘內(nèi)的流程里面就可以學(xué)會(huì)整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的過程,，非常易學(xué)。

　　責(zé)任編輯：pj