重新定义低功耗通用FPGA,莱迪思Certus-NX“新”在何处?

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  自从FPGA技术诞生以来,市场上一直有两个强有力的竞争者:Xilinx和Altera,后来Altera被英特尔收购。这两家公司的FPGA产品线非常丰富,几乎覆盖了低、中、高端所有产品,尤其是在高性能FPGA这一领域,几乎无人能与之相抗衡。然而,在中低端FPGA市场,参与竞争的企业数量就非常多了,这其中尤以莱迪思半导体(Lattice)的市场表现最为抢眼。莱迪思半导体以提供低成本低功耗FPGA闻名业界,主要为消费者、通信、工业、计算和汽车市场提供低功耗FPGA和IP产品,在过去的四年,莱迪思半导体的出货量超过10亿片。用莱迪思现场技术支持总监Jeffery Pu的话说,公司已经成为全球出货量最高的FPGA供应商。
  今年以来,莱迪思半导体更是动作频频,六个月内相继推出了基于Nexus FPGA技术平台的两款产品。Lattice Certus-NX系列就是刚刚推出的第二款全新FPGA产品。莱迪思半导体宣称,这款产品从多个角度再一次重新定义了低功耗通用FPGA。
  那么,Lattice Certus-NX系列的性能究竟有哪些“新奇”之处呢?
  据Jeffery Pu介绍,该系列器件在通用FPGA市场上拥有领先的I/O密度,每平方毫米的I/O密度最高可达同类FPGA产品的两倍。此外,Certus-NX FPGA拥有卓越的低功耗、小尺寸、高可靠性和瞬时启动等特性,支持高速PCI Express(PCIe)和千兆以太网接口,可实现数据协同处理、信号桥接和系统控制。
  I/O速率最多提高70%
  借助Certus-NX FPGA,開发人员可以使用莱迪思完善的IP库。在Certus-NX上使用的主要IP包括:1.5 Gbps差分I/O,性能超过同类FPGA最高可达70%;5 Gbps PCIe、1.5 Gbps SGMII和1066 Mbps DDR3。开发人员可以在Certus-NX FPGA开发板上测试这些IP模块,快速实现在目标应用上常用的接口。
  每平方毫米的I/O密度提高2倍
  Certus-NX FPGA在36 mm2内实现了完整的PCIe解决方案,即便是使用Certus-NX FPGA系列的最小封装,其每平方毫米I/O密度仍是同类FPGA产品的2倍,为桥接应用提供更大的设计灵活性和强大的支持。
  芯片尺寸最多缩小3倍
  Certus-NX FPGA的最大封装是256BGA,在如此小的封装尺寸下,拥有192个可编程I/O,其中不包含PCIe设计时的专用I/O。将如此小尺寸的FPGA用于设计中,对整体设计尺寸的影响非常小。
  功耗降低多达4倍
  Certus-NX FPGA的可编程基体偏压功能可根据用户的应用需求,选择高性能或低功耗工作模式。与同类FPGA相比,该系列器件的功耗可降低多达4倍。究其原因,Jeffery Pu认为Certus-NX FPGA采用的FD-SOI工艺贡献最大,因为FD-SOI技术的特性就是漏电流特别小。
  软错误率(SER)降低100倍
  Certus-NX FPGA为工业温度级器件,还支持片上ECC和SEC。对于安全性要求极高的工业和汽车应用而言,可靠的性能至关重要,这些应用中的器件必须达到预期的性能,以避免对人员和财产造成损害。Certus-NX FPGA的抗软错误率(SER)性能最高为同类FPGA的100倍,这也是采用FD-SOI工艺带来的另一大优势,因为FD-SOI的软失效率很小,比BULK CMOS工艺小了近100倍。
  实现最小尺寸上的ECDSA位流验证
  为了保护器件的位流免于未经授权的访问/更改/复制,Certus-NX FPGA支持AES-256加密和领先的ECDSA认证,可在设备的整个生命周期内提供保护。
  配置速度最多快12倍
  Certus-NX FPGA通过SPI存储器实现超快的器件配置,其速度最高可达同类FPGA产品的12倍。单个I/O配置只需3 ms,整个器件启动时间仅为8~14 ms(取决于器件大小)。
  在实际使用和设计中,Certus-NX FPGA支持易于使用的LatticeRadiant软件,它提供了统一的FPGA设计环境,集成了优秀的工具和功能,可帮助用户快速高效地开发应用。
  Lattice Nexus是业界首个基于28nm FDSOI工艺的低功耗FPGA技术平台,Certus-NX FPGA是莱迪思半导体在该平台上开发的第二款系列产品,在架构和电路层面均有大量创新。Certus-NX提供的强大并行处理能力以及灵活的I/O支持,可实现创新的器件设计,重新定义开发人员对通用FPGA的期待。
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