為了應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的系統(tǒng)管理設(shè)計(jì)，萊迪思在今年4月份推出先進(jìn)的系統(tǒng)控制FPGA——Lattice MachXO5T-NX?系列。憑借優(yōu)益的性能，該產(chǎn)品在電子發(fā)燒友網(wǎng)舉辦的第十屆IoT大會(huì)上，獲得2023年IoT技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。這是繼萊迪思榮獲2022人工智能卓越創(chuàng)新獎(jiǎng)之后，又一次憑借創(chuàng)新性的產(chǎn)品獲得行業(yè)殊榮。

作為核心器件廠商，萊迪思的多款基于FPGA的創(chuàng)新型應(yīng)用方案對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器視覺等多個(gè)領(lǐng)域都帶來(lái)了創(chuàng)新指導(dǎo)意義。萊迪思表示，MachXO5T-NX?系列的發(fā)布再一次打造了安全控制FPGA的新里程碑。此次電子發(fā)燒友網(wǎng)有幸采訪萊迪思，進(jìn)一步深入探討MachXO5T-NX?系列帶來(lái)的創(chuàng)新意義、公司對(duì)FPGA市場(chǎng)的深入思考、以及未來(lái)的戰(zhàn)略規(guī)劃。

MachXO5T-NX?系列全方位升級(jí)，用更優(yōu)益的產(chǎn)品性能匹配市場(chǎng)需求

FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）是一種可通過(guò)重新編程來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶所需邏輯電路的半導(dǎo)體器件，具備有設(shè)計(jì)周期快、開發(fā)成本低等優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示，2022年全球FPGA行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為93.3億美元，通信和工業(yè)市場(chǎng)是FPGA芯片的兩大應(yīng)用市場(chǎng)，合計(jì)占據(jù)超過(guò)6成的市場(chǎng)份額。預(yù)計(jì)隨著AI與自動(dòng)駕駛技術(shù)等新興市場(chǎng)領(lǐng)域需求的增長(zhǎng)，F(xiàn)PGA市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)提高。

工業(yè)領(lǐng)域被認(rèn)識(shí)是FPGA最適合的場(chǎng)景之一，工業(yè)4.0的到來(lái)恰好成為驗(yàn)證這個(gè)說(shuō)法的有力證據(jù)。那么，在工業(yè)領(lǐng)域，有哪些技術(shù)需求是FPGA芯片所能替代，且更能凸顯FPGA價(jià)值的？

萊迪思向電子發(fā)燒友網(wǎng)表示，一方面，隨著技術(shù)的發(fā)展和對(duì)各類不同器件的需求不斷增長(zhǎng)，許多工業(yè)系統(tǒng)集成了先進(jìn)的計(jì)算引擎和多種類型的現(xiàn)代連接標(biāo)準(zhǔn)，包括工業(yè)以太網(wǎng)、Wi-Fi甚至5G。另一方面，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注更先進(jìn)的軟件工具和應(yīng)用，例如預(yù)測(cè)性維護(hù)、機(jī)器人自動(dòng)化等。萊迪思認(rèn)為，F(xiàn)PGA芯片是一種可以編程以執(zhí)行幾乎任何類型計(jì)算功能的半導(dǎo)體芯片，特別適合這類要求苛刻的設(shè)備和應(yīng)用。

FPGA能夠幫助開發(fā)人員和制造商創(chuàng)建可針對(duì)其需求進(jìn)行專門優(yōu)化的計(jì)算引擎或協(xié)處理器。與定制ASIC不同，F(xiàn)PGA提供了在系統(tǒng)部署后可重新編程或可更新的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)是非常重要的功能，因?yàn)樵谔囟ㄔO(shè)備的開發(fā)過(guò)程中，產(chǎn)品要求經(jīng)常發(fā)生變化。此外，工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品壽命通常有數(shù)十年，因此更新現(xiàn)有機(jī)器以支持新標(biāo)準(zhǔn)或滿足不斷變化的技術(shù)需求十分關(guān)鍵。

在工控領(lǐng)域，數(shù)據(jù)處理、信號(hào)傳輸?shù)雀鱾€(gè)方面對(duì)時(shí)延的要求極其高。這與FPGA芯片的特性不謀而合，F(xiàn)PGA的另一個(gè)獨(dú)特功能是它們能夠以一致、對(duì)時(shí)間敏感的方式處理數(shù)據(jù)或執(zhí)行某些功能。這讓它們經(jīng)常用于網(wǎng)絡(luò)、電信和其他類型的延遲敏感環(huán)境中。

工業(yè)4.0的發(fā)展，讓廠商們就看到FPGA芯片在這個(gè)領(lǐng)域的巨大潛力，也讓廠商看到了工業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型的道路上對(duì)芯片計(jì)算能力、安全性、時(shí)延等各個(gè)方面提出了更高的要求。

為了更加適配市場(chǎng)需求，MachXO5T-NX?系列在前幾代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，MachXO5T-NX還專門針對(duì)安全和控制管理進(jìn)行了更進(jìn)一步的優(yōu)化，MachXO5T-NX-55T/100T兩款產(chǎn)品分別擁有53K/96K邏輯單元密度和146/156個(gè)18 X 18乘法器，可提供更強(qiáng)大的計(jì)算和控制功能。

在存儲(chǔ)資源方面，MachXO5T-NX?系列最大限度地減少了對(duì)外部存儲(chǔ)器的需求，從而減小設(shè)計(jì)電路板面積。支持7.2Mb嵌入式存儲(chǔ)器和高達(dá)57Mb的專用用戶閃存，其中專用用戶閃存比同類FPGA競(jìng)品多100倍。

支持PCIe、更強(qiáng)的安全防護(hù)，MachXO5T-NX面向更復(fù)雜的控制應(yīng)用

憑借更高的邏輯密度、更快的接口、更大的內(nèi)部存儲(chǔ)和先進(jìn)的互連，Lattice MachXO5T?-NX系列將萊迪思在控制FPGA領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)展到了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器視覺和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域更廣泛的控制功能設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，再次鑄就了安全控制FPGA的新里碑。

近年來(lái)，伴隨著擁有超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的多功能云服務(wù)公司，尤其是以ChatGPT為代表的生成式AI工具的快速崛起，都要求系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施跟上步伐，使用安全可靠的器件來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)性能并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和集成。

面對(duì)更加嚴(yán)苛的要求，業(yè)內(nèi)FPGA廠商在產(chǎn)品的安全性和可靠性上投入大量的精力，MachXO5T?-NX系列同樣進(jìn)行了升級(jí)。根據(jù)介紹，基于萊迪思Nexus?平臺(tái)，MachXO5T-NX FPGA帶來(lái)增強(qiáng)的安全性，包括具有位流加密（AES256）和身份驗(yàn)證（ECC256）的片上多重引導(dǎo)功能，以及目前同類FPGA競(jìng)品所不具備的運(yùn)行時(shí)安全功能。

值得一提的是，基于萊迪思Nexus?平臺(tái)，MachXO5T?-NX系列軟錯(cuò)誤率降低100倍，在提高安全關(guān)鍵型應(yīng)用的系統(tǒng)可靠性同時(shí)，簡(jiǎn)化了散熱管理并降低了系統(tǒng)總體運(yùn)營(yíng)成本。

安全是一個(gè)老生常談的話題，盡管FPGA廠商都將目光聚焦在這上面，但是隨著產(chǎn)業(yè)智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，以及不斷變化的技術(shù)挑戰(zhàn)，例如更復(fù)雜的系統(tǒng)控制架構(gòu)等，安全方案也需要隨之升級(jí)，MachXO5T?-NX系列帶來(lái)了更強(qiáng)的安全保護(hù)，已經(jīng)成為萊迪思在該領(lǐng)域最強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一。

Lattice MachXO5T?-NX系列的另一大亮點(diǎn)是支持PCIe連接。萊迪思表示，之所以要在控制FPGA中添加PCIe連接功能，是為了滿足客戶希望在下一代計(jì)算、工業(yè)和通信應(yīng)用中擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)更高速的控制功能需求。

與上一代產(chǎn)品相比，MachXO5T-NX FPGA支持PCIe Gen 2硬核模塊，得益于新器件，F(xiàn)PGA和系統(tǒng)帶PCIe接口的CPU/SoC之間的控制接口帶寬被提高到了最高5Gbps，其他外圍設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理功能也從功耗更大的CPU/Soc分?jǐn)偟組achXO5T-NX FPGA上，從而提高了系統(tǒng)的整體效率、兼容性和性能。

作為低功耗可編程器件的領(lǐng)先供應(yīng)商，萊迪思針對(duì)低功耗邊緣計(jì)算在架構(gòu)特性上不斷改進(jìn)。同樣，Lattice MachXO5T-NX?系列也在功耗和設(shè)計(jì)靈活性之間做了權(quán)衡取舍。

在生成式AI火爆的一年里，萊迪思看到了ASIC在面對(duì)AI時(shí)的不足，同樣也看到了AI給FPGA帶來(lái)的機(jī)遇，更具靈活性的FPGA能更從容地應(yīng)對(duì)AI帶來(lái)的技術(shù)需求。基于萊迪思在電路板控制和管理應(yīng)用上的技術(shù)積累，萊迪思的FPGA產(chǎn)品

能夠快速地應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)激增、AI工作負(fù)載所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的電路板管理設(shè)計(jì)，推出滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。

在不斷的創(chuàng)新中迭代，成為FPGA行業(yè)的“領(lǐng)跑者”

萊迪思通過(guò)多年在FPGA行業(yè)的技術(shù)積累，對(duì)芯片架構(gòu)、封裝，以及安全性能等多個(gè)方面進(jìn)行升級(jí)，以持續(xù)保持每款FPGA新品在性能上能得到提升，且在面世時(shí)都能給行業(yè)帶來(lái)顛覆性的創(chuàng)新。

談及未來(lái)的戰(zhàn)略規(guī)劃，萊迪思表示，公司將通過(guò)不斷推出新產(chǎn)品，加強(qiáng)在系統(tǒng)控制應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，繼續(xù)專注于我們擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，即低功耗、小尺寸和可靠性。