ECP5 FPGA系列打破陈规,满足大批量应用市场的特殊需求 客户经理, 中国区, 成本

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关键字：FPGA   小型蜂窝网络   微型服务器   宽带接入   视频  
日前，莱迪思公司(Lattice)打破陈规，推出了适用于小型蜂窝网络、微型服务器、宽带接入、视频网络等大批量网络边缘应用的ECP5 FPGA系列。该系列降低了40%的成本和30%的功耗，使用极小尺寸封装，提升2倍功能密度，满足了快速增长的大批量应用市场的特殊需求。
所谓“打破陈规”，Lattice中国区大客户经理王诚解释说，Xilinx和Altera两家公司一直占据高端FPGA市场；莱迪思的策略则是希望通过低成本、低功耗及小尺寸的产品来巩固和开拓低端但却大批量的市场，比如智能手机和可穿戴设备等。

小型蜂窝网络、微型服务器、宽带接入和摄像头等紧凑型基础设施应用正快速增长，ECP5 FPGA是针对此类应用开发的产品。在通信类、安防类、工业类应用中出现的一个趋势是，ASIC和ASSP扮演主要角色，而FPGA则作为它们的补充。中兴、华为等厂商都在开发自己的ASIC芯片来替代FPGA芯片，这样不但能够降成本，同时又能掌握自主知识产权。这些厂商对于已经固化的稳定应用，通常采用ASIC加小FPGA的方式实现。ECP5很好地覆盖了这个趋势。

ECP5系列架构适用于大批量应用。目前FPGA市场有两个方向：存储器越来越大、SERDES越来越快，这只占20%的市场；而80%的市场需要的则是低成本而非高密度(25K～85K LUT)，低功耗而非高性能(基于SERDES的设计功耗在毫瓦级)，高功能密度而非超大封装(产品更加紧凑化，比如微型服务器和小蜂窝设计)的产品设计。

ECP5在小型蜂窝网络基站中使用，可以实现灵活的AS I C / ASSP数字前端接口；DFE(数字前端)性能增强，包括多载波DUC/DDC(数字上/下变频)和CFR(削峰滤波器)；以及灵活的模拟前端接口选择。RU(拉远单元)的整体功能，如华为、中兴，则是采用其自有的ASIC/ASSP实现。

40nm工艺的ECP5做了很多针对性的优化设计，相比竞争对手28nm的设计，产品尺寸却能做到更小。王诚解释道，理论上讲，工艺提升后，面积会成平方下降，然而由于设计目标不同，ECP5设计密度做到100K LUT以下，布线做了简化，40nm工艺的器件实现了更小的裸片尺寸。ECP5专注于性能的最佳平衡，针对网络边缘应用，不受超高性能要求的束缚，尺寸也更小。同时，该产品专注于效率提升，实现了DSP性能改善；专为典型应用而进行产品优化，比如SERDES内部有两个时钟，可以发两个完全不相干的频率。

ECP5很适合做监控摄像头方面的应用，监控摄像头可以直接通过MIPI CSI-2、sub-LVDS、HiSPi或并行接口与多个图像传感器连接。使用FPGA可以实现高性能宽动态范围(WDR)和其他图像信号处理。其普通I/O能够达到1.2GHz速率，能够实现LVDS、PCIe和GigE等多种视频输出，这样能够提高效率并节约成本。同时，其小封装设计对功耗进行了严格控制。

ECP5低功耗设计解决了紧凑型应用的散热问题。其典型静态功耗低至64mW～78mW，动态功耗也很低(1.1V内核电压，优化的布线，85K LUT常规设计的功耗在2 W 左右) 。ECP5 采用第三代低功耗SERDES，实现基于SERDES的设计功耗极低：PCIe x1小于0.25W，PCIe x4小于0.5W。

ECP5能够以小尺寸实现智能SFP光模块，实现用于SFP模块集成的运行和维护接口。其10mm×10mm封装可用于宽度为11mm的PCB板。它能够使用SERDES实现以太网连接，其85K LUT能够实现所需的逻辑。此外，其小封装还实现了2倍的密度提升。