Certus-NX系列FPGA是Lattice在2020年基于Nexus平臺開發出的第二款FPGA產品,主要面向廣泛的通信、計算、工業和汽車應用。
FD-SOI工藝、小尺寸封裝、靈活的I/O與PCIe Gen2、千兆以太網接口和高級加密功能,是Certus-NX系列最顯著的產品“標簽”,能夠讓兼具低功耗和高性能的Certus-NX系列更加游刃有余的征戰各類網絡邊緣應用,包括智能家居、物聯網和消費電子網絡等。
Certus-NX-28?和Certus-NX-09?是Certus-NX? FPGA器件家族的最新成員,在繼承傳統競爭優勢DNA的同時,也通過創新進一步提升了產品性能,一些可量化的指標性優勢包括:
支持PCIe? Gen 2,功耗降低高達4倍,并簡化熱管理;
尺寸減小3倍,最小至36mm2,但每平方毫米的I/O數量最多增加了2倍;
軟錯誤率降低達100倍,瞬時啟動配置性能提升高達12倍,內置SEC和存儲塊ECC用于SEU保護;
易于使用/設計,最新版本的萊迪思Radiant?設計軟件已支持該器件,通過提供統一的FPGA設計環境,并集成優秀的工具和功能,可幫助用戶快速高效地開發應用。
之所以要不斷向產品性能極限發起挑戰,是因為隨著汽車、工業自動化和5G等技術的發展,開發人員開始尋求為網絡邊緣應用添加處理和互連功能。為了順應這種趨勢,越來越多的器件開始支持PCIe和千兆以太網等常見接口,網絡邊緣端設備要在功耗更低、尺寸更小的前提下具備更強的處理和AI功能。當然,對設備開發人員來說,一套包括將產品快速推向市場所需的硬件、軟件和IP在內的,易于使用、統一的開發平臺也是必不可少的。
但考慮到不同垂直細分領域有各自不同的需求,因此Lattice在產品規劃時更傾向于“在統一平臺下實現差異化設計”。例如同樣是基于Lattice Nexus平臺,與CrossLink-NX相比,Certus-NX FPGA為了提升I/O個數,就去掉了MIPI硬核,這對于采用PCIe做普通控制的一些客戶非常有幫助;而高級通用FPGA CertusPro-NX為了滿足智能系統中的數據協同處理、5G通信基礎設施中的高帶寬信號橋接、以及ADAS系統中的傳感器接口橋接等創新應用需要,就在功耗設計、系統帶寬、邊緣處理、可靠性、封裝多樣性等方面進行了增強。
工藝方面,與BULK CMOS工藝相比,FD-SOI工藝的軟失效率縮小了100倍;ECDSA位流驗證與可靠的AES-256加密,可在設備的整個生命周期內提供保護,也是受前幾代產品的啟發。
除了網絡邊緣應用外,為AI和其他專用算法提供低功耗高性能的加速服務,也是Certus-NX系列專注的領域。目前,盡管在系統中集成更多AI功能用于實時數據處理和分析是普遍做法,但AI推理算法需要大量計算,還要求具備大型存儲模塊在本地存儲數值用于計算,這給AI解決方案的開發人員提出了挑戰。
在實際開發中,當AI設計人員需要高水平DSP來實現算法時,他們往往選擇外部資源,如系統中或者云端的另一個處理器。不過,在片外執行AI計算會導致數據延遲,將客戶數據發送到云端還會引發數據隱私問題和安全隱患。
為此,萊迪思在Nexus FPGA技術平臺中集成了更大的RAM和優化的DSP模塊,意在通過本地數據存儲和執行計算解決延遲問題。由于Nexus FPGA比之前的萊迪思FPGA性能提升了一倍,功耗降低一半,因此開發人員可以在更多網絡邊緣應用(自動工業機器人、ADAS系統、安防攝像頭和智能門鈴)中實現AI推理算法。