复杂的系统控制需要怎样的FPGA呢？

凭借更高的逻辑密度、更快的接口、更大的内部存储和先进的互连，最新推出的MachXO5T-NX系列将莱迪思在控制FPGA领域长期以来的优势，扩展到了企业网络、机器视觉和工业物联网等领域更广泛的控制功能设计和应用中，再次铸就了安全控制FPGA的新里程碑。

与MachXO5-NX相比，MachXO5T-NX FPGA的最大卖点之一是支持PCIe Gen 2硬核模块。而之所以要在控制FPGA中添加PCIe连接功能，是为了满足客户希望在下一代计算、工业和通信应用中扩展和实现更高速的控制功能需求。

得益于新器件，FPGA和系统带PCIe接口的CPU/SoC之间的控制接口带宽被提高到了最高5Gbps，其他外围设备的实时监控和管理功能也从功耗更大的CPU/Soc分摊到MachXO5T-NX FPGA上，从而提高了系统的整体效率、兼容性和性能。

同时，MachXO5T-NX还专门针对安全和控制管理进行了更进一步的优化，MachXO5T-NX-55T/100T两款产品分别拥有53K/96K逻辑单元密度和146/156个18 X 18乘法器，可提供更强大的计算和控制功能。结合7.2Mb嵌入式存储器和高达57Mb的专用用户闪存，最大限度地减少了对外部存储器的需求，从而减小设计电路板面积。

与同类FPGA竞品相比，MachXO5T-NX提供高达3.4倍的嵌入式存储器，高达100倍的专用用户闪存，逻辑密度与控制接口带宽均提高了4倍，可轻松应对设计复杂化的趋势。同时，集成闪存支持单芯片解决方案，“避免将一些管脚的数据流暴露在外，安全性得到提高”，也支持瞬时启动操作和可靠的现场更新，以及多个配置映像。

MachXO5T-NX同样基于莱迪思Nexus平台构建，软错误率降低100倍，在提高安全关键型应用的系统可靠性同时，简化了散热管理并降低了系统总体运营成本。

当今的CPU之所以强大，是因为它们使用了最先进的制程工艺，I/O接口电压基本为1V、1.2V甚至更低。但是，出于成本和性能的考虑，主板上其他组件，比如传感器、风扇控制、LED的制程工艺却相对落后，主要使用3.3V I/O接口，这容易导致CPU和其他组件之间出现脱节，无法适配，需要FPGA来进行不同电压间的转换和应用其他控制功能。

而MachXO5T-NX FPGA可以应对这一挑战。该器件拥有多达291个通用I/O，支持提前I/O配置并提供1.25 Gbps SGMII、默认下拉、热插拔和可编程压摆率等功能，可将CMOS、风扇控制、传感器和开关等其他组件桥接到当今的CPU，从而简化开发板设计。

随着安全威胁的不断增加，安全性在任何系统设计中都越来越重要。MachXO5T-NX支持AES256位流加密和ECC256身份认证，保护系统设计的完整性。安全引擎也可在运行时使用，保护系统和FPGA之间的数据交换。相比之下，同类FPGA竞品目前还不能提供运行安全(Run-time security)功能。

事实上，系统控制无处不在，无论是新冠疫情期间那些拥有超大规模数据中心的多功能云服务公司被迫快速扩展能力，满足新的、更复杂的系统控制架构和计算需求；还是今年以来，以ChatGPT为代表的生成式人工智能工具的快速兴起，都需要系统基础设施跟上步伐，用安全可靠的器件提升系统性能并简化设计与集成。显而易见，像MachXO5T-NX这样的FPGA产品将在竞争中得到更多关注。

审核编辑：刘清