新一代FPGA助力 智能手機(jī)處理效能再升級

為提升智慧型手機(jī)整體處理效能，因應(yīng)更多人機(jī)互動與復(fù)雜應(yīng)用，如AR/ VR、語音辨識及手勢識別等，萊迪思半導(dǎo)體(Lattice Semiconductor)宣布推出新一代FPGA元件--iCE40 UltraPlus。此一元件為iCE40 Ultra系列最新成員，相較前一代產(chǎn)品，能提供8倍以上的記憶體(1.1 Mb RAM)、2倍的數(shù)位訊號處理器，以及效能更佳的I/O。

萊迪思消費電子產(chǎn)品部亞太區(qū)資深事業(yè)發(fā)展經(jīng)理陳英仁表示，目前智慧手機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)展趨勢已逐漸改變，過往著重在云端處理，手機(jī)大多只負(fù)責(zé)傳遞資訊至云端，不須進(jìn)行太多即時分析。然而，從今年開始，深度學(xué)習(xí)躍居為市場主流技術(shù)，許多的應(yīng)用像是語音辨識、手勢識別、圖像識別等，在將資訊傳遞到云端前，便先在手機(jī)上加以分析或預(yù)處理的需求越來越多。因此，如何使智慧手機(jī)及周遭設(shè)備性能越來越強(qiáng)大，卻又能保持低功耗，已成為主要的設(shè)計挑戰(zhàn)。

陳英仁進(jìn)一步指出，除上述所說的系統(tǒng)架構(gòu)外，簡化印刷電路板(PCB)布線也是另一個設(shè)計上的重大挑戰(zhàn)。以往手機(jī)的PCB都是完整一塊，布線設(shè)計相對簡單。但目前智慧手機(jī)的PCB已分成兩塊，透過柔性電路板(FPC)連接，且大部分的空間留給鋰電池或是LCD螢?zāi)?，?dǎo)致電路板上的布線更加復(fù)雜。此外，隨著智慧手機(jī)中搭載的感測器越來越多，資料流量愈加龐大，也使得電路板上的線路數(shù)量上升，使問題更加棘手。

然而，連接PCB的FPC空間有限，甚至為因應(yīng)智慧手機(jī)日后更加輕薄短小的設(shè)計，F(xiàn)PC的空間也會愈來愈小，在這種情況下，一方面要簡化布線設(shè)計，使其可以順利連接感測器，傳遞資訊，一方面又要顧及PCB尺寸，對于制造商而言，也是一大挑戰(zhàn)。對此，F(xiàn)PGA因可支援許多不同種類接口，適合提供一個I/O的整合跟擴(kuò)充，便可作為一個Sensor hub或是I/O hub的概念，以解決上述問題。

新推出的FPGA元件整合1.1Mb SRAM、八個DSP區(qū)塊，以及高達(dá)5K LUT和應(yīng)用于即時啟動應(yīng)用程式的非揮發(fā)性配置記憶體(NVCM)，適用于語音辨識、手勢識別、圖像識別、觸覺感知、圖形加速處理、訊號聚合、I3C橋接等。為智慧型手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)邊界產(chǎn)品帶來更多附加功能，如滿足穿戴式設(shè)備和家庭語音輔助設(shè)備永遠(yuǎn)開啟、聆聽并即時處理在地即時語音指令，而毋須連接云端。

另外，如何保持低功耗也是目前電子設(shè)備的發(fā)展重點，對此，新元件具備可編程行動異構(gòu)計算(MHC)功能，可在無連接云端的情況下可透過不同處理器加速運算，以降低電池供電設(shè)備中高功耗的應(yīng)用處理器(AP)工作量。DSP數(shù)量越多可支援越復(fù)雜的運算，而擴(kuò)充記憶體能緩存更多資料，滿足長時間的低功耗狀態(tài)。