上新了!Certus-NX持续挑战功耗性能极限

Certus-NX系列FPGA是Lattice在2020年基于Nexus平台开发出的第二款FPGA产品,主要面向广泛的通信、计算、工业和汽车应用。

FD-SOI工艺、小尺寸封装、灵活的I/O与PCIe Gen2、千兆以太网接口和高级加密功能,是Certus-NX系列最显著的产品“标签”,能够让兼具低功耗和高性能的Certus-NX系列更加游刃有余的征战各类网络边缘应用,包括智能家居、物联网和消费电子网络等。

Certus-NX-28™和Certus-NX-09™是Certus-NX™ FPGA器件家族的最新成员,在继承传统竞争优势DNA的同时,也通过创新进一步提升了产品性能,一些可量化的指标性优势包括:

  • 支持PCIe® Gen 2,功耗降低高达4倍,并简化热管理;
  • 尺寸减小3倍,最小至36mm2,但每平方毫米的I/O数量最多增加了2倍;
  • 软错误率降低达100倍,瞬时启动配置性能提升高达12倍,内置SEC和存储块ECC用于SEU保护;
  • 易于使用/设计,最新版本的莱迪思Radiant®设计软件已支持该器件,通过提供统一的FPGA设计环境,并集成优秀的工具和功能,可帮助用户快速高效地开发应用。
  • 之所以要不断向产品性能极限发起挑战,是因为随着汽车、工业自动化和5G等技术的发展,开发人员开始寻求为网络边缘应用添加处理和互连功能。为了顺应这种趋势,越来越多的器件开始支持PCIe和千兆以太网等常见接口,网络边缘端设备要在功耗更低、尺寸更小的前提下具备更强的处理和AI功能。当然,对设备开发人员来说,一套包括将产品快速推向市场所需的硬件、软件和IP在内的,易于使用、统一的开发平台也是必不可少的。

    但考虑到不同垂直细分领域有各自不同的需求,因此Lattice在产品规划时更倾向于“在统一平台下实现差异化设计”。例如同样是基于Lattice Nexus平台,与CrossLink-NX相比,Certus-NX FPGA为了提升I/O个数,就去掉了MIPI硬核,这对于采用PCIe做普通控制的一些客户非常有帮助;而高级通用FPGA CertusPro-NX为了满足智能系统中的数据协同处理、5G通信基础设施中的高带宽信号桥接、以及ADAS系统中的传感器接口桥接等创新应用需要,就在功耗设计、系统带宽、边缘处理、可靠性、封装多样性等方面进行了增强。

    工艺方面,与BULK CMOS工艺相比,FD-SOI工艺的软失效率缩小了100倍;ECDSA位流验证与可靠的AES-256加密,可在设备的整个生命周期内提供保护,也是受前几代产品的启发。

    除了网络边缘应用外,为AI和其他专用算法提供低功耗高性能的加速服务,也是Certus-NX系列专注的领域。目前,尽管在系统中集成更多AI功能用于实时数据处理和分析是普遍做法,但AI推理算法需要大量计算,还要求具备大型存储模块在本地存储数值用于计算,这给AI解决方案的开发人员提出了挑战。

    在实际开发中,当AI设计人员需要高水平DSP来实现算法时,他们往往选择外部资源,如系统中或者云端的另一个处理器。不过,在片外执行AI计算会导致数据延迟,将客户数据发送到云端还会引发数据隐私问题和安全隐患。

    为此,莱迪思在Nexus FPGA技术平台中集成了更大的RAM和优化的DSP模块,意在通过本地数据存储和执行计算解决延迟问题。由于Nexus FPGA比之前的莱迪思FPGA性能提升了一倍,功耗降低一半,因此开发人员可以在更多网络边缘应用(自动工业机器人、ADAS系统、安防摄像头和智能门铃)中实现AI推理算法。

    文章来源:Latticesemi

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