莱迪思半导体推出低密度MachXO2 PLD系列

　　针对低密度PLD设计人员对单个器件低成本、低功耗和高系统集成的需求，莱迪思半导体(Lattice)日前推出新的MachXO2 PLD系列。与MachXO PLD系列相比，MachXO2系列提供了3倍的逻辑密度、10倍的嵌入式存储器，并减少了高达30%的成本，其静态功耗降低了100倍以上，待机功耗可以低至19uW。成本优化的架构使得该系列产品的价格最低可以到0.75美元。此外，低密度可编程器件应用中的一些常用功能，如用户闪存、I2C、SPI和定时器/计数器已固化在MachXO2器件中，能够节省多达600个查找表(LUT)。该产品的推出使得FPGA在成本敏感、低功耗的消费类市场同样大有可为。

　　不同的应用对于FPGA的性能和密度需求不同。超高密度FPGA支持大容量应用，对于那些要求高性能和密度的场合，如ASIC仿真、100G光网络路由器而言是最好的选择，但高性能和高密度也意味着更大的研发投入和技术支持。中端产品追求功耗、性能和成本的平衡，适用于无线接口、安防和监控等应用。低密度FPGA则更看重成本和使用的便捷性，“用户可以在数周之内拿到FPGA产品，它更适合手持应用、LCD显示器以及控制和粘合逻辑。”莱迪思半导体副总裁兼高密度解决方案总经理Sean Riley指出。

　　从FPGA的速度/成本/功耗曲线图(如图所示)来看，FPGA的性能和密度与成本及功耗成正比。目前许多厂商对高密度产品采用瀑布型策略，首先采用高端架构开发，然后通过降低成本和功耗，将其“瘦身”下来成为中低端产品。与竞争对手的策略不同，莱迪思半导体主攻的是中端和低密度FPGA市场。Sean Riley解释说，“我们采用的是从下而上的架构，从设计一开始就针对降低成本和功耗采用优化的架构，产品系列的推出也跟随这一思路。”与瀑布型策略相比，这种优化的架构无疑能实现更好的成本和功耗。

　　

　　图：FPGA的性能和密度与成本及功耗成正比。

　　Sean Riley强调，“对于功耗而言，制造工艺并不是非常重要的因素，关键取决于架构设计。因此通过采用新的工艺降低功耗的效果不会太大。”莱迪思针对低功耗目标而设计Lattice ECP3系列采用的是低功耗65nm工艺，该系列产品的架构针对在最低功耗下实现最佳的功能而优化。同是100K查找表时，采用40nm的中密度等FPGA产品功耗较之高出174%，而采用45nm的中密度FPGA功耗高出了98%，采用60nm的竞争产品也比ECP3高出了42%的功耗。同时他也表示，采用下一个工艺必须能够达到成本和功耗的高效益，Lattice未来有可能考虑采用20nm工艺，但不会考虑40nm工艺。

　　莱迪思的低密度FPGA建立在非易失性闪存技术基础之上。通过将闪存集成进芯片内部，与采用外部闪存的方案相比，这种单芯片方案不仅具有节省成本和芯片面积的优势，还能够带来瞬间上电的好处，使芯片能够及时上电运行复位、电源管理等功能。在安全性方面也有更好的保证。

　　MachXO2系列提供了三种灵活选择。MachXO2 ZE器件拥有256到7K查找表，工作电源电压标称值为1.2V，支持高达60MHz的系统性能。可提供低至19uW的功耗，专为成本敏感、低功耗的消费类应用设计而优化，如智能电话、GPS和PDA等。MachXO2 HC器件拥有256到7K查找表，工作电源电压标称值为3.3V或2.5V，并支持高达150MHz的系统性能。提供多达335个用户I/O和强大的设计解决方案(瞬时上电、非易失性、输入迟滞和单芯片)，是电信基础设施、计算、工业和医疗设备的理想选择。MachXO2 HE器件拥有2K到7K查找表，工作电源电压标称值为1.2V，并支持高达150MHz的系统性能，适用于功耗敏感的系统应用。

　　莱迪思半导体在中低密度FPGA市场中占有相当大的市场份额，通信、计算、消费电子和工业终端是该公司主要专注的市场。Sean Riley介绍说，“我们的出货量已达到1亿片/年，总共为客户提供了超过10亿片的产品。”在08年和09年众多FPGA厂商的市场营收出现下滑的情况下，Lattice的营收仍然保持了10%的增长。“从2008年至今年2季度，Lattice在低密度FPGA产品上的市场份额稳步增长，从30%增加到了36%。”

　　MachXO2 PLD系列的推出将进一步扩展低密度FPGA的市场机会。对于ASIC、ASSP和分立器件市场，MachXO2具有降低成本和功耗的优势;对于低端FPGA市场，MachXO2相对前一代产品MachXO能够提升密度和功能性;而对于CPLD市场，MachXO则比竞争产品拥有更完善的功能。“由于电子产品在开发时间和量产上的压力越来越大，许多项目开始选择FPGA，例如从ASSP转向FPGA或是从分立系统转向FPGA，我相信Lattice未来将能争取到更多的市场。”Sean Riley解释道，“像消费电子产品就更新得非常快，MachXO2有望在该领域有所斩获。”

　　中国市场也给莱迪思带来了巨大的机会，涉及的领域包括无线、宽带接入、视频显示、安防和监控以及工业控制。从2006年至今，莱迪思在中国市场的年复合增长率已经超过了35%。针对中国3G无线部署，该公司还推出首款低成本、支持SERDES的FPGA产品，帮助3G无线基础设施解决方案降低成本和功耗。