今年6月，萊迪思半導(dǎo)體公司（Lattice）總裁及首席執(zhí)行官Darin Billerbeck先生在一次活動(dòng)上談到了Lattice的發(fā)展目標(biāo)：堅(jiān)持低功耗、低成本的產(chǎn)品路線(xiàn)，CPLD市場(chǎng)占有率第一，增強(qiáng)IP和軟件實(shí)力，轉(zhuǎn)型為可編程SoC廠(chǎng)商。Lattice朝著自己的目標(biāo)不斷前行，近日，Lattice副總裁兼業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Sean Riley與記者分享了Lattice 半年來(lái)的成果以及最新產(chǎn)品LatticeECP4 FPGA。
當(dāng)其他兩大FPGA廠(chǎng)商在高端FPGA市場(chǎng)爭(zhēng)奪得熱火朝天之時(shí)，Lattice在中低端市場(chǎng)收獲很大，雖然可能用蟹蚌相爭(zhēng)漁人得利來(lái)形容不是很恰當(dāng)，但是也有類(lèi)似之處。Sean介紹到：到今年第三季度，Lattice CPLD的市場(chǎng)份額已經(jīng)躍居全球第一。雖然今年經(jīng)濟(jì)環(huán)境不是很好，但是平板電腦等消費(fèi)電子發(fā)展迅速，恰恰讓Lattice MachXO2 低密度PLD一展所長(zhǎng)，被大量應(yīng)用在對(duì)功耗和成本敏感的市場(chǎng)。LatticeECP3 中端FPGA和MachXO2成了Lattice的明星產(chǎn)品，家喻戶(hù)曉。說(shuō)到LatticeECP3，Sean自豪地說(shuō)：“LatticeECP3是我們Lattice在FPGA系列中增長(zhǎng)最快的產(chǎn)品，從去年到今年第三季度,其增長(zhǎng)率是84%，增長(zhǎng)勢(shì)頭十分強(qiáng)勁。可以說(shuō)LatticeECP3是我們一個(gè)非常偉大的產(chǎn)品。我們的目標(biāo)就是通過(guò)LatticeECP4能夠把這個(gè)系列做得更好。”
更低的成本
充分的現(xiàn)金流讓Lattice即便在市場(chǎng)環(huán)境不是很好的情況下也有足夠的實(shí)力去研發(fā)新產(chǎn)品。新推出的LatticeECP4 FPGA重新定義了低成本、低功耗的中檔FPGA市場(chǎng)。Sean表示：“采用低成本、高成品率的65 nm工藝是非常理想的選擇。當(dāng)然我們也在關(guān)注28 nm的工藝，我們認(rèn)為在將來(lái)的某個(gè)時(shí)候，28nm的工藝也會(huì)有成本下降的趨勢(shì)。目前65 nm還是成本之王，是最經(jīng)濟(jì)的?？赡茉?015年的時(shí)候，28 nm也可能具備這樣的成本優(yōu)勢(shì)，到時(shí)候可能就會(huì)發(fā)布我們的LatticeECP5了。此外，封裝部分往往容易被人忽略，倒裝（flip chip）晶片就比wire-bond封裝的成本貴2倍。LatticeECP4使用了低成本的wire-bond封裝和高性能flip chip封裝，使客戶(hù)能夠選擇以芯片到芯片或者遠(yuǎn)距離背板應(yīng)用的方式應(yīng)用LatticeECP4。
在內(nèi)部架構(gòu)上，Lattice的工程師們也是發(fā)揮無(wú)限想象力以求降低成本。LatticeECP4具有CDR功能的I/O降低了客戶(hù)的實(shí)現(xiàn)成本；POWER sysDSP大大減少了乘法器和LUT的數(shù)量，在小的面積中有高帶寬；使用固化的MACO通信引擎減少了10倍的面積。Sean詳細(xì)描述了LatticeECP4這些特性。
POWER sysDSP 模塊
Sean說(shuō)到：“現(xiàn)在越來(lái)越多的客戶(hù)要求我們提升DSP的性能，但是他們又不愿意承擔(dān)成本和功耗的增加。新推出的LatticeECP4系列具有強(qiáng)大功能的數(shù)字信號(hào)處理模塊（POWER sysDSP模塊），18×18乘法器、寬ALU、加法樹(shù)，以及用于級(jí)聯(lián)的進(jìn)位鏈塊。獨(dú)特的加速邏輯意味著每個(gè)LatticeECP4 DSP模塊可等于4個(gè)LatticeECP3 DSP模塊，4倍于LatticeECP3器件的信號(hào)處理能力。”靈活的18×18乘法器可以分解成9×9或組合成36×36，以便完美的符合客戶(hù)的應(yīng)用需求。此外，多達(dá)576個(gè)乘法器可以級(jí)聯(lián)在一起構(gòu)成復(fù)雜的濾波器，這讓LatticeECP4能以更低的成本和功耗實(shí)現(xiàn)主流的多天線(xiàn)系統(tǒng)（4×4 MIMO 40 MHz）以及高性能運(yùn)動(dòng)檢測(cè)與跟蹤。
高品質(zhì)的SERDES和固化的通信引擎
LatticeECP4 FPGA包含多達(dá)16個(gè)符合CEI標(biāo)準(zhǔn)的6 Gb/s SERDES通道，具有嵌入式物理編碼子層（PCS）模塊。多功能和可配置的SERDES/PCS可以無(wú)縫地與固化的通信引擎相集成，經(jīng)濟(jì)地構(gòu)建完整的高帶寬子系統(tǒng)。通信引擎比用類(lèi)似的FPGA實(shí)現(xiàn)減少10倍以上的功耗和成本。LatticeECP4通信引擎組合包括針對(duì)PCI Express2.1、多個(gè)10千兆以太網(wǎng)MAC和三速以太網(wǎng)MAC，以及串行快速I(mǎi)/O（SRIO）2.1的解決方案。SERDES/PCS和通信引擎的結(jié)合是完成基于復(fù)雜串行協(xié)議的設(shè)計(jì)的理想選擇，具有較低的成本，功耗和小尺寸的特點(diǎn)，同時(shí)加快了產(chǎn)品的上市時(shí)間。
具有嵌入式CDR的GIGASysIO
LatticeECP4 FPGA的速度比上一代器件快50％，LatticeECP4具有1.25 Gb/s LVDS I/O以及1 066 Mb/s的低成本、高性能DDR3存儲(chǔ)器接口，擁有時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，能夠與高性能ADC/DAC接口和實(shí)現(xiàn)SGMII/ GbE鏈路。多達(dá)40個(gè)嵌入式CDR，可以直接連接到EMAC MACO通信引擎。在通用的I/O上執(zhí)行CDR功能為設(shè)計(jì)人員大大增加了串行I/O的數(shù)目，當(dāng)需要大量的SERDES通道時(shí)，甚至可以使用更小的FPGA，大大降低了實(shí)現(xiàn)串行以太網(wǎng)接口邏輯的成本。此外，LatticeECP4 系列還有高達(dá)10.6 Mbits的嵌入式存儲(chǔ)器，邏輯密度從30K LUT~250K LUT，使設(shè)計(jì)工程師能夠在FPGA中構(gòu)造完整的片上系統(tǒng)。
很多人都想知道Lattice是否會(huì)趕潮流，把ARM內(nèi)核嵌入Lattice的FPGA中。Sean回答道：”我們還是依據(jù)自己的路線(xiàn)去發(fā)展，把ARM嵌入FPGA中會(huì)增加成本，目前我覺(jué)得不是很適合Lattice。我們不像其他兩家公司一樣，想要FPGA取代ASIC和ASSP，反而我們會(huì)跟ASIC和ASSP廠(chǎng)商合作（如TI）。我們的產(chǎn)品也會(huì)與ARM合作，但是會(huì)采用堆疊的方式。”
加強(qiáng)IP核和軟件功耗
Lattice提供IP核、開(kāi)發(fā)板和設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)，以便快速啟動(dòng)設(shè)計(jì)和快速使產(chǎn)品上市。一系列的IP核將包括CPRI、OBSAI、串行RapidIO、XAUI、SGMII/千兆以太網(wǎng)、PCI Express、串行連接SMPTE、FIR濾波器、FFT、Reed-Solomon編碼器/解碼器、針對(duì)DSP功能的CORDIC、CIC、NCO和針對(duì)存儲(chǔ)器接口和連接的其他幾個(gè)IP核。
Lattice Diamond設(shè)計(jì)軟件針對(duì)高性能、低成本LatticeECP4的POWER sysDSP作了多個(gè)改進(jìn)，還有針對(duì)邏輯分析與SERDES控制的Reveal調(diào)試器。此外，Lattice Diamond使用更加方便，新的系統(tǒng)規(guī)劃工具優(yōu)化了資源的使用，還具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的低功耗模式的功耗計(jì)算器，基于引腳的同時(shí)開(kāi)關(guān)輸出噪聲計(jì)算器和經(jīng)驗(yàn)證的MAP和PAR FPGA實(shí)現(xiàn)算法，有助于確保低成本和低功耗設(shè)計(jì)的解決方案。
這些也恰好印證了Darin年中所說(shuō)的增強(qiáng)IP和軟件實(shí)力的目標(biāo)。Lattice Diamond也是獲得了《電子技術(shù)應(yīng)用》頒發(fā)的2011最佳產(chǎn)品獎(jiǎng)。
以上這些特點(diǎn)使LatticeECP4 FPGA系列非常適合于大批量的成本和功耗敏感的應(yīng)用，如無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施、有線(xiàn)接入設(shè)備、視頻和圖像以及計(jì)算應(yīng)用。短短半年時(shí)間，Lattice在硬件和軟件等各方面不斷努力，造就出優(yōu)秀的產(chǎn)品，希望它繼續(xù)向目標(biāo)前行，給我們帶來(lái)更多驚喜。