《電子技術(shù)應(yīng)用》
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存儲器靈活性是FPGA設(shè)計的關(guān)鍵

2021-09-26
作者:Bob O’Donnell
來源:萊迪思
關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體 FPGA

  雖然科技界大多關(guān)注最新的前沿技術(shù)進展,但事實上,,很大一部分半導(dǎo)體設(shè)備還在使用好幾年前的組件。例如,,汽車行業(yè)最近面臨的一些挑戰(zhàn)主要集中在制造工藝相對落后的芯片上,。

  采用FPGA的嵌入式設(shè)備領(lǐng)域比汽車行業(yè)更加廣泛和深入,因此對這些設(shè)備而言,,能夠利用各種不同類型的組件尤為重要,。在某些情況下,采用FPGA的設(shè)備會使用一些最新技術(shù),,但另一方面,,它們可能使用的是20年前的芯片。

  對嵌入式設(shè)備的設(shè)計人員來說,,存儲器技術(shù)的選擇是特別重要的一個方面,。許多現(xiàn)代FPGA都設(shè)計了一定容量的SRAM(靜態(tài)隨機存取存儲器),方便某些算法或其他嵌入式軟件在FPGA內(nèi)運行,。但在許多應(yīng)用中,工程師需要將它們與各種類型的外部DRAM(動態(tài)RAM)連接,,從而實現(xiàn)特定設(shè)備或應(yīng)用所需的功能。例如,,在基于圖像傳感器的設(shè)備中,,對高分辨率視頻信號進行實時AI處理,,以執(zhí)行諸如識別不同動作類型的任務(wù),,就需要使用DRAM來實現(xiàn)輸入信號的幀緩沖,。

  外部存儲器的問題在于,,存儲器類型太多,,性能特征,、容量,、功耗等千差萬別。因此,,能夠連接盡可能多的不同類型的存儲器至關(guān)重要,。當(dāng)前最常使用的一種是LPDDR4(第四代低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率存儲器),,它為設(shè)計人員提供了各種不同容量/密度、速度和功率規(guī)格,,便于匹配他們開發(fā)的特定應(yīng)用,。由于其低功耗特性,,它特別適用于移動設(shè)備和其他電池供電的設(shè)備,,也可用于開發(fā)工業(yè)/汽車中的低功耗設(shè)備,以及散熱管理頗具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用,。

  盡管LPDDR4的規(guī)范最初發(fā)布于2014年(LPDDR5規(guī)范于2019年推出),,但由于其靈活性和較低的成本,它仍然廣受設(shè)備設(shè)計人員的歡迎,。鑒于其最佳的功耗,、成本和電源壽命,LPDDR4如今是工業(yè)和嵌入式系統(tǒng)中最受歡迎的DRAM,。此外,,與較早發(fā)布但仍普遍使用的LPDDR2和LPDDR3類型的存儲器相比,LPDDR4提供了功耗和性能方面的重大改進,。因此,,像美光(Micron)這樣的內(nèi)存公司提供了大量不同類型的LPDDR4器件,以滿足市場的不同需求,。

  作為小型FPGA市場現(xiàn)代化戰(zhàn)略的一部分,,萊迪思最近推出了CertusPro?-NX 系列產(chǎn)品,這是目前同類產(chǎn)品中唯一支持LPDDR4的FPGA系列,。因此,工程師現(xiàn)在不僅能夠利用速度更快的器件,,還能兼顧低功耗和低頻率,,這對嵌入式設(shè)備至關(guān)重要,。這種組合令人振奮之處在于,它能夠為更廣泛的設(shè)備提供強大的功能,,例如機器視覺和其他基于智能攝像頭的應(yīng)用,。尤其是現(xiàn)在可以將AI功能引入更小、更便宜和更低功耗的設(shè)備,,從而擴展這種強大新技術(shù)的應(yīng)用范圍,。

  從美光這樣的內(nèi)存制造商角度來看,在更多主機或處理器件(如CertusPro-NX FPGA)中更廣泛地支持 LPDDR4,,意味著該公司將擁有更多的客戶,,可以向他們銷售其內(nèi)存產(chǎn)品。對于設(shè)備設(shè)計人員來說,,新增LPDDR4支持意味著他們可以從這些成熟的主流內(nèi)存技術(shù)的廣泛長久應(yīng)用中受益,,因為這些器件制造生命周期很長,能獲得長期穩(wěn)定的供應(yīng),。

  最后,,我們需要認識到嵌入式設(shè)備的世界持續(xù)以驚人的速度增長和多樣化發(fā)展。因此,,當(dāng)組件選擇的范圍和互連方式不斷擴大發(fā)展時,,對所有相關(guān)方都是真正的多贏。LPDDR4存儲器與FPGA的組合顯然可以實現(xiàn)廣闊的應(yīng)用,,可以專門針對各種不同的環(huán)境開發(fā)應(yīng)用,。對于希望提高靈活性的設(shè)備設(shè)計人員而言,這無疑是一個激動人心的新時代,。

作者簡介:


Bob O’Donnell是市場研究公司TECHnalysis Research的總裁兼首席分析師,,該公司為技術(shù)行業(yè)和專業(yè)金融領(lǐng)域提供戰(zhàn)略咨詢和市場研究服務(wù)。


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