針對(duì)低密度PLD設(shè)計(jì)人員對(duì)單個(gè)器件低成本、低功耗和高系統(tǒng)集成的需求，萊迪思半導(dǎo)體(Lattice)日前推出新的MachXO2 PLD系列。與MachXO PLD系列相比，MachXO2系列提供了3倍的邏輯密度、10倍的嵌入式存儲(chǔ)器，并減少了高達(dá)30%的成本，其靜態(tài)功耗降低了100倍以上，待機(jī)功耗可以低至19uW。成本優(yōu)化的架構(gòu)使得該系列產(chǎn)品的價(jià)格最低可以到0.75美元。此外，低密度可編程器件應(yīng)用中的一些常用功能，如用戶閃存、I2C、SPI和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器已固化在MachXO2器件中，能夠節(jié)省多達(dá)600個(gè)查找表(LUT)。該產(chǎn)品的推出使得FPGA在成本敏感、低功耗的消費(fèi)類市場(chǎng)同樣大有可為。

　　不同的應(yīng)用對(duì)于FPGA的性能和密度需求不同。超高密度FPGA支持大容量應(yīng)用，對(duì)于那些要求高性能和密度的場(chǎng)合，如ASIC仿真、100G光網(wǎng)絡(luò)路由器而言是最好的選擇，但高性能和高密度也意味著更大的研發(fā)投入和技術(shù)支持。中端產(chǎn)品追求功耗、性能和成本的平衡，適用于無(wú)線接口、安防和監(jiān)控等應(yīng)用。低密度FPGA則更看重成本和使用的便捷性，“用戶可以在數(shù)周之內(nèi)拿到FPGA產(chǎn)品，它更適合手持應(yīng)用、LCD顯示器以及控制和粘合邏輯。”萊迪思半導(dǎo)體副總裁兼高密度解決方案總經(jīng)理Sean Riley指出。

　　從FPGA的速度/成本/功耗曲線圖(如圖所示)來(lái)看，F(xiàn)PGA的性能和密度與成本及功耗成正比。目前許多廠商對(duì)高密度產(chǎn)品采用瀑布型策略，首先采用高端架構(gòu)開(kāi)發(fā)，然后通過(guò)降低成本和功耗，將其“瘦身”下來(lái)成為中低端產(chǎn)品。與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的策略不同，萊迪思半導(dǎo)體主攻的是中端和低密度FPGA市場(chǎng)。Sean Riley解釋說(shuō)，“我們采用的是從下而上的架構(gòu)，從設(shè)計(jì)一開(kāi)始就針對(duì)降低成本和功耗采用優(yōu)化的架構(gòu)，產(chǎn)品系列的推出也跟隨這一思路。”與瀑布型策略相比，這種優(yōu)化的架構(gòu)無(wú)疑能實(shí)現(xiàn)更好的成本和功耗。

　　圖：FPGA的性能和密度與成本及功耗成正比。

　　Sean Riley強(qiáng)調(diào)，“對(duì)于功耗而言，制造工藝并不是非常重要的因素，關(guān)鍵取決于架構(gòu)設(shè)計(jì)。因此通過(guò)采用新的工藝降低功耗的效果不會(huì)太大。”萊迪思針對(duì)低功耗目標(biāo)而設(shè)計(jì)Lattice ECP3系列采用的是低功耗65nm工藝，該系列產(chǎn)品的架構(gòu)針對(duì)在最低功耗下實(shí)現(xiàn)最佳的功能而優(yōu)化。同是100K查找表時(shí)，采用40nm的中密度等FPGA產(chǎn)品功耗較之高出174%，而采用45nm的中密度FPGA功耗高出了98%，采用60nm的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品也比ECP3高出了42%的功耗。同時(shí)他也表示，采用下一個(gè)工藝必須能夠達(dá)到成本和功耗的高效益，Lattice未來(lái)有可能考慮采用20nm工藝，但不會(huì)考慮40nm工藝。

　　萊迪思的低密度FPGA建立在非易失性閃存技術(shù)基礎(chǔ)之上。通過(guò)將閃存集成進(jìn)芯片內(nèi)部，與采用外部閃存的方案相比，這種單芯片方案不僅具有節(jié)省成本和芯片面積的優(yōu)勢(shì)，還能夠帶來(lái)瞬間上電的好處，使芯片能夠及時(shí)上電運(yùn)行復(fù)位、電源管理等功能。在安全性方面也有更好的保證。

　　MachXO2系列提供了三種靈活選擇。MachXO2 ZE器件擁有256到7K查找表，工作電源電壓標(biāo)稱值為1.2V，支持高達(dá)60MHz的系統(tǒng)性能。可提供低至19uW的功耗，專為成本敏感、低功耗的消費(fèi)類應(yīng)用設(shè)計(jì)而優(yōu)化，如智能電話、GPS和PDA等。MachXO2 HC器件擁有256到7K查找表，工作電源電壓標(biāo)稱值為3.3V或2.5V，并支持高達(dá)150MHz的系統(tǒng)性能。提供多達(dá)335個(gè)用戶I/O和強(qiáng)大的設(shè)計(jì)解決方案(瞬時(shí)上電、非易失性、輸入遲滯和單芯片)，是電信基礎(chǔ)設(shè)施、計(jì)算、工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備的理想選擇。MachXO2 HE器件擁有2K到7K查找表，工作電源電壓標(biāo)稱值為1.2V，并支持高達(dá)150MHz的系統(tǒng)性能，適用于功耗敏感的系統(tǒng)應(yīng)用。

　　萊迪思半導(dǎo)體在中低密度FPGA市場(chǎng)中占有相當(dāng)大的市場(chǎng)份額，通信、計(jì)算、消費(fèi)電子和工業(yè)終端是該公司主要專注的市場(chǎng)。Sean Riley介紹說(shuō)，“我們的出貨量已達(dá)到1億片/年，總共為客戶提供了超過(guò)10億片的產(chǎn)品。”在08年和09年眾多FPGA廠商的市場(chǎng)營(yíng)收出現(xiàn)下滑的情況下，Lattice的營(yíng)收仍然保持了10%的增長(zhǎng)。“從2008年至今年2季度，Lattice在低密度FPGA產(chǎn)品上的市場(chǎng)份額穩(wěn)步增長(zhǎng)，從30%增加到了36%。”

　　MachXO2 PLD系列的推出將進(jìn)一步擴(kuò)展低密度FPGA的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。對(duì)于ASIC、ASSP和分立器件市場(chǎng)，MachXO2具有降低成本和功耗的優(yōu)勢(shì);對(duì)于低端FPGA市場(chǎng)，MachXO2相對(duì)前一代產(chǎn)品MachXO能夠提升密度和功能性;而對(duì)于CPLD市場(chǎng)，MachXO則比競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品擁有更完善的功能。“由于電子產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)時(shí)間和量產(chǎn)上的壓力越來(lái)越大，許多項(xiàng)目開(kāi)始選擇FPGA，例如從ASSP轉(zhuǎn)向FPGA或是從分立系統(tǒng)轉(zhuǎn)向FPGA，我相信Lattice未來(lái)將能爭(zhēng)取到更多的市場(chǎng)。”Sean Riley解釋道，“像消費(fèi)電子產(chǎn)品就更新得非常快，MachXO2有望在該領(lǐng)域有所斬獲。”

　　中國(guó)市場(chǎng)也給萊迪思帶來(lái)了巨大的機(jī)會(huì)，涉及的領(lǐng)域包括無(wú)線、寬帶接入、視頻顯示、安防和監(jiān)控以及工業(yè)控制。從2006年至今，萊迪思在中國(guó)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率已經(jīng)超過(guò)了35%。針對(duì)中國(guó)3G無(wú)線部署，該公司還推出首款低成本、支持SERDES的FPGA產(chǎn)品，幫助3G無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施解決方案降低成本和功耗。