文︱郭紫文

图︱网络

在半导体芯片领域,FPGA(现场可编程逻辑门阵列)有着不可忽视的作用和地位。随着半导体工艺不断演进,FPGA的设计技术也随之不断优化,逐渐从电子设计的外围器件转变为数字系统的核心。在5G、AI和物联网等技术的推动下,FPGA市场前景广阔。据MRFR数据显示,2019年全球FPGA市场规模达69．06亿美元,预计2025年全球FPGA的市场规模有望达到125亿美元,年复合增长率达10．42%。

6月29日,以低功耗产品著称的莱迪思(Lattice)发布了全新FPGA产品CertusPro?-NX,据莱迪思现场技术支持总监蒲小双(Jeffery PU)介绍,该产品是基于Lattice Nexus?平台开发的第四个FPGA系列产品,配有业内最佳系统传输带宽及领先的功耗效率,满足广泛的市场需求。

延续低功耗产品优势

在电子设计中,芯片的功耗随着半导体工艺的发展而迅速增加,这也增大了芯片的发热量。半导体产业发展至今,功耗至始至终都是芯片设计必须要考虑的主要因素。降低FPGA功耗能够使散热管理得到简化,从而简化电路设计,提高系统可靠性。

莱迪思Nexus技术持续为FPGA低功耗产品提供创新驱动力。从2019年至今,莱迪思已经连续推出了四款基于Lattice Nexus?技术的FPGA产品,从嵌入式视觉到安全,再到通用产品,专注于降低FPGA功耗、提高系统性能和抗干扰能力。

本次发布的CertusPro?-NX系列FPGA产品搭载50-100K逻辑单元、嵌入式存储器、DSP模块,结合三星 28nm FD-SOI 半导体制造技术,延续低功耗FPGA架构,具有高功耗效率、高性能、高可靠性等行业领先优势。同时,该产品还配置了7．3Mb的嵌入式内存块,包括EBR和LRAM等,支持LPDDR4、1066Mbps DDR3,这也是行业内唯一支持LPDDR4外部存储器的FPGA。

CertusPro?-NX FPGA支持多达8个可编程的SERDES通道,速率高达10Gbps,支持灵活的多协议PCS,同时支持10GE、PCIe Gen 3、DP/eDP、SLVS-EC、CoaXPress等主流通信与显示接口。此外,莱迪思FPGA产品最大可支持100K逻辑单元,封装尺寸最小可达 9 x 9 mm,引脚间距可达到0．5mm,极大缩减了系统空间。

全新的FPGA产品包括CPNX-50K和CPNX-100K两个型号,分别拥有52K和96K的逻辑单元数量。通用FPGA细分市场种类繁多,广泛应用于5G蜂窝网络、人工智能和物联网等领域,为客户提供低功耗、小封装和高带宽的FPGA系统解决方案。

性能超越同类竞品

凭借行业领先的功耗效率和系统带宽,与同类竞品相比,CertusPro?-NX FPGA极具市场竞争优势。通过与FD-SOI技术低功耗设计相结合,优化了FPGA整体架构,降低了系统总体功耗。与英特尔(intel)和赛灵思(Xilinx)同类型FPGA产品相比,莱迪思CertusPro?-NX FPGA总功耗最多降低了四倍,SERDES带宽提高了两倍。

在封装尺寸的比较上,CertusPro-NX 100K LC可达到81mm2,允许OEM在减小芯片尺寸或在有限空间内增加更多功能。拥有相同逻辑单元的Xilinx Artix-7 100K LC的尺寸面积为529mm2,是CertusPro-NX的6．5倍;而尺寸面积为121mm2的Intel Cyclone V GT 77K LC,逻辑单元仅有77K。此外,CertusPro-NX FPGA产品可靠性能显著,适用于强固型应用,广泛应用于户外、汽车、工业、安防等恶劣环境,由于功耗的降低,此系列FPGA可支持从-40℃至125℃的结温范围,软错误率(FIT)降低了100倍。

专为边缘处理优化

随着机器视觉、工业物联网、5G等领域市场不断扩大,FPGA在这些市场的应用也越来越广泛。作为全球第三大FPGA供应商,莱迪思主打低功耗、小封装市场,专攻工业、汽车、通信和消费电子等应用场景。三星和苹果都曾采用莱迪思的FPGA芯片。

莱迪思FPGA系列产品的低功耗性能对优化散热管理起到关键作用,其更高的接口带宽也让数据传输更加快速便捷,大幅提高了网络边缘设备的智能程度,提高系统集成度的同时减小了系统尺寸。CertusPro?-NX FPGA在功耗、系统带宽、可靠性、封装尺寸多样性方面进行了全面的提升和优化,专为网络边缘处理、低功耗高性能计算、AI等应用优化。

蒲小双表示:“CertusPro?-NX FPGA系列在芯片内部除了传统的EBR以外,还增加了大型内部存储器模块,实现了低延迟的数据处理,性能提升了两倍,功耗降低了一半。”同样,与市场上同类型竞品相比,莱迪思FPGA产品的存储空间最多可提升65%。

总结

CertusPro?-NX FPGA将于2022年第二季度量产发货,首发器件为CPNX-100K。截至目前,客户样片和抢先体验软件已经发布。结合莱迪思sensAI、mVision、Automate一系列解决方案,CertusPro?-NX在网络边缘AI、嵌入式视觉系统及自动化工厂建设等方面取得广泛应用。根据蒲小双透露,2022年,莱迪思将会继续推出第五代、第六代基于Nexus平台的FPGA系列产品。

作为全球领先的低功耗FPGA供应商,莱迪思在通信、计算、工业、汽车和消费等领域均有布局,为客户提供从网络边缘到云端的完整解决方案。凭借专业可靠的服务和过硬的技术实力,莱迪思在FPGA产品的研发上不断创新,加速产品迭代升级,在功耗、性能、集成度等方面均占有优势地位。