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首款基于FD-SOI的FPGA平台面世,莱迪思半导体新的差异化之路

2019-12-11 16:13
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FPGA 被称为“万能芯片”,是人工智能时代的“红人”。经过十几年的市场变革,现在很多人关注 FPGA 更多是看头部的两家厂商——英特尔和赛灵思。而业者对于第三名莱迪思(Lattice)半导体的定义是主打差异化的厂商,实际上莱迪思半导体这么多年也是如此做的,或是为了避免和头部巨头直接竞争,或是为了体现企业独有的创新价值。

坚持差异化之路的莱迪思半导体过去几年都在专注于消费市场,用定制化的产品去服务各大客户。现在,我们看到了莱迪思半导体的改变,全新的架构、全新的工艺、全新的发展模式。

12 月 11 日,莱迪思半导体正式对外推出业界首款 28 nm 基于 FD-SOI 的 FPGA 平台——莱迪思 Nexus 平台,以及采用莱迪思 Nexus FPGA 平台的首款产品系列——CrossLink-NX。

最大化发挥平台价值
官网资料显示,莱迪思半导体 Nexus 平台是基于三星电子的 28 nm FD-SOI 工艺打造的 FPGA 平台。莱迪思半导体亚太区事业发展总监陈英仁表示:“FPGA 什么产业都能去做,但过去莱迪思半导体更专注于消费类业务,根据不同的需求做出不一样的产品。然而由于消费类业务的更新迭代很快,有些创新技术很难复用。所以,现在我们将会用平台的方式,然后在这个工艺下陆续推出不同类型的产品。”

莱迪思半导体亚太区事业发展总监陈英仁

总结来看,Nexus 平台主要带来了四个方面的性能加持,分别是:
       功耗降低 75%;
       可靠性提高 100 倍;
       最小尺寸;
       高性能网络边缘计算能力。

FD-SOI 的一大技术优势就是降低器件功耗,而莱迪思半导体一直以来也专注于低功耗 FPGA 的开发,Nexus 平台让功耗降低 75% 对于各领域应用有非常多的好处,比如使用电池供电的网络边缘设备运行时间更长,运行成本更低、产品成本更低等等。

陈英仁举例称:“现在很多应用都讲究便利性,甚至在工厂端很多应用都是在使用机器人,使用电池来处理,因此功耗并不是唯一,低功耗意味着成本的降低,包括运营成本的降低、产品成本的降低以及产品稳定性的提升。”

除了低功耗,陈英仁指出 Nexus 平台带来的另一个明显的加成是产品稳定性的提升。他说到:“消费类电子对于稳定性要求低一些,可以进行重新开关机等操作,但是很多应用是不能够重新开关机的。否则将会影响系统稳定性,甚至危害生命安全。”

莱迪思半导体选用的 28nm FD-SOI 工艺里有一个非常薄的 Buried Oxide,可以将失效率降低 100 倍,相应的提高 100 倍的稳定性,这对汽车、工业、通信、数据中心,甚至航空都是非常重要的。

独一无二的 CrossLink-NX
陈英仁指出:“过往一段时间莱迪思半导体虽然专注于消费类业务,但不是说我们主要注重在消费类业务,其实在小尺寸类型 FPGA 市场,莱迪思半导体占有很高的市占比。FPGA 领域前两家都在专注于数据中心市场,做大颗的 FPGA。在中小尺寸 FPGA 开发方面,都会由莱迪思半导体来做。”

同时,陈英仁强调,嵌入式视觉市场一直以来都是莱迪思半导体的重点。

基于陈英仁所说的业务重点,基于莱迪思半导体在中小尺寸 FPGA 方面开发的优势和机遇,同时也基于 Nexus 平台,莱迪思半导体 CrossLink-NX 应运而生。

根据陈英仁的介绍,CrossLink-NX 的优势主要体现在两个方面,一个是得自于 Nexus 平台的性能优势;另一个是作为 FPGA 产品的性能优势。

CrossLink-NX 是采用莱迪思 Nexus FPGA 平台的首款产品系列,实现了:
       功耗降低 75%;
       尺寸减小 90%;
       瞬时启动;
       最高的存储 / 逻辑比;
       最快的 MIPI D-PHY(2.5Gbps) ;
       软错误率降低 100 倍,可靠性高。

作为一款 FPGA,CrossLink-NX 在可编程核心、快速可编程 I/O、硬核接口和快速配置方面也有不错的性能表现。陈英仁介绍说:“在可编程核心方面,CrossLink-NX 系列产品集成 DSP 模块,嵌入式存储容量大,拥有低功耗和高性能模式;在快速可编程 I/O 方面,CrossLink-NX 系列产品拥有高达 192 个 I/O,12 组差分 I/O @ 1.5 Gbps,还有 LVDS、subLVDS、SGMII 接口,并且能够外接 DDR3 @ 1066 Mbps;在硬核接口方面,CrossLink-NX 系列产品配置 8 个 D-PHY 通道@ 2.5 Gbps 和 1 通道 PCIe @ 5 Gbps;在快速配置方面,CrossLink-NX 系列产品的 IO 配置< 3 ms,器件配置< 8 ms。”

CrossLink-NX 系列产品是用于嵌入式视觉处理的 FPGA。按照陈英仁的说法,在嵌入式视觉视觉市场,提供像 CrossLink-NX 这样的产品没有其它厂商。

从当前的发展局势来看,嵌入式视觉系统基于强大的低能耗计算平台,并不能被 CPU、GPU 和其他智能计算平台所覆盖,属于全新的应用需求和应用领域,业者深刻认识到了嵌入式视觉市场未来巨大的潜力,未来的成功是显而易见的。显然,嵌入式视觉应用需要具备低功耗、小尺寸、高性能、可靠性好、易于使用的特点。

对此,陈英仁表示,CrossLink-NX 系列产品能够顺应嵌入式视觉的发展趋势,包括:
      支持多个传感器和显示器;
      支持更高分辨率、更快帧率;
      可连接 MIPI 和现有组件;
      实现低功耗 AI 处理。

当然,对于 FPGA 而言,除了性能优势以外,对开发者友好是非常重要的一点。针对 CrossLink-NX 系列产品,莱迪思半导体也准备了相应的工具和 IP 来加速开发。工具层面有全新 Lattice Radiant 2.0,能够为开发者带来片上调试、优化的时序分析、工程变更(ECO)编辑器和信号完整性分析。IP 方面包括 MIPI D-PHY、格式转换、PCIe、SGMII 和 OpenLDI 等各类 IP 核可供选择。同时,陈英仁表示:“莱迪思半导体将延续我们的强项,提供更多的参考设计,提供更多让客户上手可以去做设计的方式。”

作者:吴子鹏

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