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   為了向低密度PLD設(shè)計(jì)人員提供一個(gè)適用于大批量、成本敏感設(shè)計(jì)的“全功能PLD”，萊迪思半導(dǎo)體(Lattice)日前推出新的MachXO2 PLD系列。與上一代MachXO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，靜態(tài)功耗降低了100倍以上并減少了高達(dá)30%的成本，其待機(jī)功耗可以低至19uW。嵌入式閃存技術(shù)采用低功耗65nm工藝，低密度可編程器件應(yīng)用中的一些常用功能，如用戶閃存(UFM)、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)。

　　由于擁有這些功能，MachXO2也將產(chǎn)品定位在面向成本/功耗敏感的高性能應(yīng)用，包括面向系統(tǒng)級(jí)的電信基礎(chǔ)設(shè)施、計(jì)算、高端工業(yè)、高端醫(yī)療；以及針對(duì)消費(fèi)領(lǐng)域的智能手機(jī)、全球定位系統(tǒng)、移動(dòng)計(jì)算、數(shù)碼相機(jī)和游戲機(jī)/玩具。

　　Lattice負(fù)責(zé)市場(chǎng)業(yè)務(wù)的副總裁Douglas Hunter表示，自己領(lǐng)導(dǎo)的這家公司正在推動(dòng)中端和低密度FPGA市場(chǎng)的發(fā)展，PLD器件將在上述領(lǐng)域大有作為。“過(guò)去兩年中，Altera在CPLD市場(chǎng)的份額從43%降為39%；Xilinx則從27%下降到25%，而Lattice的份額卻從30%上升到至36%。事實(shí)上，我們?cè)诘兔芏仁袌?chǎng)能做的還有很多。”

　　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；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。

Lattice公司副總裁Douglas Hunter

　　Altera和Xilinx看起來(lái)比Lattice顯得更快一步，但Hunter仍然堅(jiān)持認(rèn)為L(zhǎng)attice在中端和低密度市場(chǎng)上占據(jù)著優(yōu)勢(shì)。“工藝上的領(lǐng)先并不一定意味著在功耗方面就具備同樣的優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵取決于架構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，單純通過(guò)采用新的工藝降低功耗的效果不會(huì)太大。”

　　該公司高級(jí)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Shantanu Dhavale對(duì)此解釋說(shuō)，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，客戶往往追求大量且低成本的I/O和可靠性設(shè)計(jì)，并通過(guò)功能整合減少電路板面積。因此，Lattice在MachXO2中專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了三重交錯(cuò)I/O，以及不對(duì)稱(chēng)的Banking機(jī)制，希望最大限度的提高I/O使用率。“通常來(lái)說(shuō)，我們提供的I/O是3.3V的。如果采用對(duì)稱(chēng)式I/O布局，在和2.5V、2.8V進(jìn)行接口時(shí)，就不能充分利用所有的I/O。”此外，MachXO2還采用了兩層、四層的BGA封裝，以期最大限度降低每個(gè)I/O的成本。

　　Shantanu Dhavale在接受記者采訪時(shí)還同時(shí)強(qiáng)調(diào)了MachXO2在升級(jí)和安全方面所具備的優(yōu)勢(shì)。例如，通過(guò)采用Transparent Field Reconfiguration(TransFR)技術(shù)，工程師無(wú)論在現(xiàn)場(chǎng)，或是遠(yuǎn)程，都無(wú)需終止系統(tǒng)運(yùn)行就可進(jìn)行邏輯升級(jí)工作；而諸如雙啟動(dòng)(Dual Boot)這樣的功能，則可確保在被動(dòng)文件下載時(shí)如果出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)可自動(dòng)檢測(cè)；同時(shí)，為了最大限度保證安全，MachXO2內(nèi)還預(yù)設(shè)了64Bit ID以便追蹤，并支持一次性編程(OTP,One-Time-Programmable)模式。

　　Lattice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，并同時(shí)采用片上穩(wěn)壓器和振蕩器，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。

　　目前，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(chēng)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(zhuān)為成本敏感、低功耗的消費(fèi)類(lèi)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(chēng)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IO和設(shè)計(jì)解決方案(瞬時(shí)上電、非易失性、輸入遲滯和單芯片)，支持電信基礎(chǔ)設(shè)施、計(jì)算、工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備等應(yīng)用；MachXO2 HE器件擁有2K到7K查找表，工作電源電壓標(biāo)稱(chēng)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。

　　為了加速開(kāi)發(fā)時(shí)間，用戶可免費(fèi)從Lattice網(wǎng)站上下載Lattice Diamond v1.1軟件進(jìn)行MachXO2器件設(shè)計(jì)。現(xiàn)有ispLEVER軟件的用戶則可以選擇使用免費(fèi)的ispLEVER v8.1 SP1 Starter軟件，并安裝控制包進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，該公司還免費(fèi)提供20多個(gè)使用MachXO2器件的參考設(shè)計(jì)和兩種開(kāi)發(fā)套件，以加快對(duì)MarchXO2器件的評(píng)估。

　　市場(chǎng)需求的快速回升和供貨緊張狀況導(dǎo)致所有的PLD供應(yīng)商都實(shí)現(xiàn)了營(yíng)收的快速增長(zhǎng)，業(yè)內(nèi)平均增長(zhǎng)率高達(dá)40-42%。不過(guò)，Hunter強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“我們的表現(xiàn)更為出色，今年?duì)I收增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)到54.6%。這主要?dú)w功于中等密度FPGA市場(chǎng)的顯著增幅，以及MachXO2在消費(fèi)電子市場(chǎng)贏得了更大的份額。” 他同時(shí)透露說(shuō)，“中國(guó)已成為L(zhǎng)attice最重要的市場(chǎng)，我們70%的出貨量付運(yùn)到中國(guó)，來(lái)自中國(guó)的Design-In項(xiàng)目數(shù)也占到了45%。”

XO2結(jié)構(gòu)框圖