尽管经历了收购和洗牌等一系列事件,FPGA市场依然处于一个相对来说被垄断的局面,Intel(Altera)、Xilinx、Microchip(Microsemi)和Lattice等厂商基本瓜分完了这个市场。想要切入这一市场,绝非一件易事。而老牌半导体大厂瑞萨电子却在近日宣布,将推出ForgeFPGA产品家族,正式进军FPGA市场。
ForgeFPGA
ForgeFPGA的开发团队来自Dialog收购的Silego Technology,而瑞萨电子在今年完成了对Dialog的收购后,基于Silego的GreenPAK推出了这一FPGA系列。ForgeFPGA的定位是超低功耗和低成本,主要服务于低于5000逻辑门的应用,该系列首批产品将采用1K和2K LUT的尺寸。根据瑞萨电子给出的预计,其待机功耗低于20μA(微瓦级),批量单价低于0.5美元,不过首款产品(1K LUT)预计将在2022年第二季度才会投入量产。
宏单元模式 / 瑞萨电子
除了硬件基于GreenPAK外,ForgeFPGA也将采用了GreenPAK一样的商业模式,软件免费下载且免收授权费。已经发布的开发软件ForgeFPGA Workshop提供新老两种开发模式,一种是基于原理图捕获开发流程的“宏单元模式”,一种是给熟知Verilog语言的工程师准备的HDL模式。
软件中也可以看到目前唯一ForgeFPGA产品SLG47910V的具体细节,用户对一次性可编程(OTP)非易失性存储器(NVM)进行编程,配置SLG47910V的逻辑互联、I/O引脚和宏单元创建电路设计。SLG47910V为QFN-24封装,其逻辑阵列等效于900 4-bit LUT,内嵌5kb的分布式内存和32kb的BRAM,以及一个50MHz(可运行在3.41MHz的低功耗模式)的晶振和一个锁相环PLL。目前尚不清楚ForgeFPGA采用了何种工艺,但应该用的是瑞萨电子自己的晶圆厂。
iCE40 UltraLite
同样主打超低功耗的还有Lattice的iCE40 UltraLite系列FPGA,分别是640 LUT的iCE40UL-640和1K LUT的iCE40UL-1K。两款FPGA采用40nm的制程打造,待机电流仅有35μA,等效于42μW的待机功耗。且两者均提供16-ball WLCSP和36-ball ucBGA的封装,不过只有第二种封装才有PLL。
iCE40 UltraLite / Lattice
iCE40 UltraLite内置56kb的BRAM和两个晶振,分别是一个10kHz的低频晶振和一个48MHz的高频晶振,前者适用于always-on应用,而后者则适合用来做唤醒。Lattice还在FPGA中内嵌了用于RGB LED的硬化PWM电路,以及用于红外LED的硬化TX/RX脉冲逻辑电路,因此可以直接与LED相连,不再需要任何外部MOSFET或缓冲器。
GW1NZ-ZV
在国内FPGA厂商高云半导体看来,需要持续运行和对系统I/O与外设实时监控的应用中,低功耗的FPGA与微控制器相比反而更有优势。因为微控制器完成同样的工作需要持续提供时钟,即便可以降低运行速度来降低功耗,但仍不可忽视。而低静态功耗的FPGA只需在一小部分逻辑单元上消耗动态功耗,其余逻辑单元做到无功耗。
为此,高云半导体推出了基于超低功耗的非易失FPGA GW1NZ-ZV,该FPGA采用了55nm的嵌入式Flash制程和高云的Always-on技术,在0.9V的核电压下,可以做到小于28μW的静态功耗。FPGA可以动态部署额外的资源,设计成电源管理模块,用作唤醒其他系统组件。
结语
当前市面上不少边缘和IoT应用,其实并不需要用到大尺寸的FPGA器件,低成本低功耗的小尺寸FPGA将打破过去因为成本高而被弃用的局面。瑞萨此次入局再一次把超低功耗FPGA的价格拉低,让智能手表等可穿戴设备市场也多出了FPGA发力的机会。
ForgeFPGA
ForgeFPGA的开发团队来自Dialog收购的Silego Technology,而瑞萨电子在今年完成了对Dialog的收购后,基于Silego的GreenPAK推出了这一FPGA系列。ForgeFPGA的定位是超低功耗和低成本,主要服务于低于5000逻辑门的应用,该系列首批产品将采用1K和2K LUT的尺寸。根据瑞萨电子给出的预计,其待机功耗低于20μA(微瓦级),批量单价低于0.5美元,不过首款产品(1K LUT)预计将在2022年第二季度才会投入量产。
宏单元模式 / 瑞萨电子
除了硬件基于GreenPAK外,ForgeFPGA也将采用了GreenPAK一样的商业模式,软件免费下载且免收授权费。已经发布的开发软件ForgeFPGA Workshop提供新老两种开发模式,一种是基于原理图捕获开发流程的“宏单元模式”,一种是给熟知Verilog语言的工程师准备的HDL模式。
软件中也可以看到目前唯一ForgeFPGA产品SLG47910V的具体细节,用户对一次性可编程(OTP)非易失性存储器(NVM)进行编程,配置SLG47910V的逻辑互联、I/O引脚和宏单元创建电路设计。SLG47910V为QFN-24封装,其逻辑阵列等效于900 4-bit LUT,内嵌5kb的分布式内存和32kb的BRAM,以及一个50MHz(可运行在3.41MHz的低功耗模式)的晶振和一个锁相环PLL。目前尚不清楚ForgeFPGA采用了何种工艺,但应该用的是瑞萨电子自己的晶圆厂。
iCE40 UltraLite
同样主打超低功耗的还有Lattice的iCE40 UltraLite系列FPGA,分别是640 LUT的iCE40UL-640和1K LUT的iCE40UL-1K。两款FPGA采用40nm的制程打造,待机电流仅有35μA,等效于42μW的待机功耗。且两者均提供16-ball WLCSP和36-ball ucBGA的封装,不过只有第二种封装才有PLL。
iCE40 UltraLite / Lattice
iCE40 UltraLite内置56kb的BRAM和两个晶振,分别是一个10kHz的低频晶振和一个48MHz的高频晶振,前者适用于always-on应用,而后者则适合用来做唤醒。Lattice还在FPGA中内嵌了用于RGB LED的硬化PWM电路,以及用于红外LED的硬化TX/RX脉冲逻辑电路,因此可以直接与LED相连,不再需要任何外部MOSFET或缓冲器。
GW1NZ-ZV
在国内FPGA厂商高云半导体看来,需要持续运行和对系统I/O与外设实时监控的应用中,低功耗的FPGA与微控制器相比反而更有优势。因为微控制器完成同样的工作需要持续提供时钟,即便可以降低运行速度来降低功耗,但仍不可忽视。而低静态功耗的FPGA只需在一小部分逻辑单元上消耗动态功耗,其余逻辑单元做到无功耗。
为此,高云半导体推出了基于超低功耗的非易失FPGA GW1NZ-ZV,该FPGA采用了55nm的嵌入式Flash制程和高云的Always-on技术,在0.9V的核电压下,可以做到小于28μW的静态功耗。FPGA可以动态部署额外的资源,设计成电源管理模块,用作唤醒其他系统组件。
结语
当前市面上不少边缘和IoT应用,其实并不需要用到大尺寸的FPGA器件,低成本低功耗的小尺寸FPGA将打破过去因为成本高而被弃用的局面。瑞萨此次入局再一次把超低功耗FPGA的价格拉低,让智能手表等可穿戴设备市场也多出了FPGA发力的机会。
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