Lattice再推全新iCE40 UltraPlus 加速移动和物联网边缘应用创新

　　相较于Xilinx（赛灵思）与Altera两大FPGA（可编程逻辑闸阵列）业者，Lattice（莱迪思半导体）在并购Silicon Blue后，开始全力往消费性电子领域发展，在出货方面也一直有相当亮眼的表现。其中iCE40系列产品线在诸多消费性电子终端产品已有相当的市场基础，据莱迪思半导体亚太区资深事业发展经理陈英仁介绍，iCE40产品系列一直在不断创新，成员包括Lite，Ultra，以及新推出的UltraPlus，每天的出货量大于一百万片。

　　

　　Lattice亚太区资深事业发展经理陈英仁

　　近日，Lattice在上海召开了媒体沟通会，正式推出iCE40 Ultra产品系列的最新成员iCE40 UltraPlus™ FPGA，它是业界最高效节能的可编程移动异构计算（mobile heterogeneous computing， MHC）解决方案之一。

　　更多存储空间、更多DSP

　　

　　Lattice亚太区资深事业发展经理陈英仁指出，移动应用对于分布式处理的需求不断增长，Lattice的iCE40 UltraPlus器件专为满足这些需求而优化。作为iCE40 Ultra™产品系列的最新成员，iCE40 UltraPlus FPGA可满足对于DHP（分布式异构处理）计算需求， 帮助设计工程师实现功耗更低的解决方案，相比上一代产品具备8倍的存储空间和2倍的DSP。此外，它拥有更多逻辑资源，静态电流仍仅需75μA，而上代产品的静态电流为71μA。

　　陈英仁进一步谈到，全新的 iCE40 UltraPlus FPGA还添加了可提供设计灵活性的可编程 I/O、支持始终在线摄像头应用的 I3C 接口（由 MIPI 定义的全新高带宽数据和控制传感器接口）以及内置振荡器， 能够降低功耗和 BOM 成本。

　　陈英仁表示，功能丰富的 iCE40 UltraPlus FPGA静态功耗低至75μA，封装尺寸小至2.15x2.55mm，适用于要求功耗极小、空间受限的消费电子类应用。该器件还提供QFN封装，支持工业和其他消费电子类应用使用的低成本PCB组装。为了加速产品开发，Lattice提供 iCE40 UltraPlus FPGA系列的整套工具以及评估样片和开发板。

　　助力客户加速创新

　　想象一下这样一个场景，用户无需触碰移动智能产品即可与其进行互动。iCE40 UltraPlus器件可提供实现该功能所需的响应能力。接下来，陈英仁为媒体朋友们介绍了不同的应用场景，他表示，这些应用场景Lattice有参考设计或者概念，跟客户合作去把方案做出来是非常重要的。

　　摄像头应用

　　

　　第一个应用场景是做图象传感器连接。陈英仁介绍道，“因为这是各小型的FPGA，所以速度跑得很快，这边只是108M而且只有单路的，所以UltraPlus连接单路主处理器处于休眠状态，低功耗的摄象头跟FPGA开着，一旦手机被举起来，摄像头和FPGA算法监测到有一个类似人脸的形状，他就会通知主处理器可能是主人要开始使用手机了，接下来主处理器再进行处理识别是不是真的主人。还有就是手势识别、桥接、运动检测、距离计算等等，FPGA就可以做到了。”

　　显示应用

　　

　　第二个是显示应用。iCE40 UltraPlus FPGA凭借其大容量片上SRAM可支持实时工作显示屏，而此时应用处理器仍能处于睡眠模式。同时，iCE40 UltraPlus FPGA还可以实现MCU和显示器之间的桥接。该 FPGA支持MIPI DSI或并行接口，为自定义图形加速以及I/O扩展提供灵活性。显示驱动器和图形引擎的结合可媲美低成本 GPU，而功耗却大大降低。

　　在iCE40的系列里面，UltraPlus是第一个可以直接原生支援MIPI屏的。因为它的低功耗，所以主要应用场景就是在穿戴式的设备。

　　音频应用

　　

　　第三个是音频应用。现在的系统常常需要增强的音频处理功能，将特定的音频信号与高噪声环境分离。一个典型应用就是系统必须在多人正在说话的房间中检测并接受来自一个人的语音命令。

　　然而，大多数应用处理器仅支持两个麦克风。而且这些系统通常必须始终开启并且使用电池供电，对于大功耗的应用处理器而言是难以完成的任务。那么设计工程师该如何实现24小时不间断并以最低功耗支持多达七个不同麦克风输入的波束成形解决方案呢？一种方法是将麦克风阵列连接到一片低功耗的 iCE40 UltraPlus FPGA。

　　iCE40 UltraPlus FPGA可通过各种工业接口（如 I2S、soundwire、SlimBus 等）连接到音频处理器。与任何基于FPGA的解决方案一样，设计工程师可以使用片上嵌入式DSP、逻辑和存储器资源构建高度定制解决方案并快速推向市场。

　　数据缓存应用

　　

　　第四个是数据缓存应用。许多电池供电的设备需要实时传感器缓存，以便在应用处理器处于睡眠模式时执行传感和检测加速。这些器件必须屏蔽假唤醒，使得应用处理器更长时间地处于睡眠模式。在这类应用中，iCE40 UltraPlus FPGA可应用于各种传感器和应用处理器之间以处理唤醒触发，如用于计步器上的双击或“摇一摇唤醒”技术。类似的应用还有动作检测以及指纹、手势或虹膜扫描等。

　　iCE40 UltraPlus FPGA的优势就是缓存，因为它本身的器件是低功耗的，在缓存的时候也是低功耗的。

　　信号聚合应用

　　

　　第五个是信号聚合应用。通常情况下，围绕着移动设备电池的一般有两块PCB。这些PCB通常使用提供有限 EMI 屏蔽的柔性线缆连接。柔性线缆被限制为两层以尽可能降低成本。因此电路板布局工程师可能需要应对在具有信号振铃和其他可靠性问题的双层线缆上传输多达40个信号的挑战。

　　利用 iCE40 UltraPlus FPGA 的独家特性来聚合这些系统中的许多信号是一种简化上述工作的方法。将 iCE40 UltraPlus FPGA 放在传感器旁，PCB 设计工程师可以使用简单的单针或双针接口将多个不同的信号聚合并传输到应用处理器。

　　据悉，iCE40 UltraPlus虽还没有正式出货，但是评估样片和开发板已推出。