Minimal FPGA för mobiltelefon och IoT

Nya iCE40 UltraPlus är en vidareutveckling av Lattice Semiconductors små och energisnåla FPGA-komponenter. Med 1 Mbyte RAM och upp till åtta DSP-block kan de små (2×2,5 mm) komponenterna användas för preprocessing i en mängd sammanhang.

12lattice03

I antal räknat är faktiskt iCE40 redan idag den största FPGA-familjen på marknaden. Lattice levererar mer än en miljon komponenter per dag, framför allt till mobiltelefonindustrin.

De små och ganska billiga FPGA-komponenterna används framför allt för att konvertera signaler, expandera I/O och vänta in signaler för att väcka upp mera energikrävande elektronik. Den statiska strömförbrukningen är mindre än 35 µA, så komponenterna passar bra i ”always on”-tillämpningar, där de kan sköta grundläggande funktioner och väcka upp en huvudprocessor bara när det verkligen är nödvändigt.

Men de grundläggande funktionerna i apparater och IoT-sensorer blir allt mer komplicerade, framför allt när beslut skall tas utifrån information från en kamerasensor. Därför är de nya komponenterna i iCE40 UltraPlus-serien betydligt mer kapabla än de tidigare. Det finns till exempel direkt stöd för MIPI CSI-2, med över 100 Mbit/s från kameramodulen. Med upp till 5 280 logiska block, åtta ”hårda” DSPer (med 16×16 MAC) och 1 Mbyte RAM går det att göra mycket utan att behöva väcka någon huvudprocessor.

Över huvud taget är iCE40 UltraPlus anpassad för betydligt snabbare datagränssnitt än tidigare. I2C har kompletterats med I3C, som klarar 12 Mbit/s och MIPI-gränssnitten klarar betydligt mer än så.

De nya FPGA-komponenterna är också optimerade för audiotillämpningar med många mikrofoner. i moderna mobiltelefoner används allt fler mikrofoner för att kunna styra riktverkan och minska bakgrundsbrus. Här kan iCE40 UltraPlus göra i stort sett allt arbete och sedan skicka iväg en bearbetad signal till huvudprocessorn.

En liten strömsnål FPGA kan användas för en mängd olika uppgifter. En av dem är att rätta till problem eller lägga till funktioner som glömts bort eller tillkommit efter att huvudkomponenterna är klara. Här är programmerbarheten A och O och både prototypkort och mjukvara för programmering av FPGA-block och DSP-moduler finns lätt tillgängligt. Programmen lagras på chipet i icke-flyktigt minne.

Comments are closed.