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工業應用

以 Lattice Avant™ FPGA 推動中階 FPGA 創新,並利用美光 LPDDR4 實現更具彈性的設計 

Alex Chang Sr. | 2025 年 9 月

現場可編程門陣列 (FPGA) 透過內部記憶體和外部記憶體介面的組合,為各類數位系統提供支持。內部嵌入式記憶體適用於在地化儲存裝置和緩衝,而外部記憶體則非常適合需要更大容量的應用。

LPDDR4 外部記憶體滿足廣泛的容量、速度和功耗要求,適合各種基於 FPGA 的應用。在需要非揮發性儲存以實現 FPGA 配置的應用場景中,美光 Xccela 快閃記憶體 (x8 序列) 和四進位制 SPI 配置中的 NOR 快閃記憶體表現出色。因此,由於即時 AI 驅動視訊處理等任務要求更高效能和更低功耗,LPDDR4 的需求正快速增長。

搭載美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-E 評估板 搭載美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-E 評估板

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FPGA 專用 LPDDR 和 NOR

基於美光成熟的 1α(1-alpha)技術節點,美光LPDDR4 透過支持更高頻寬和更大容量的記憶體需求,對 Lattice Avant™ FPGA 系列形成補充,非常適合 AI、汽車、通信、運算、工業和安全領域的應用。美光 LPDRAM 採用 1α 技術節點,可實現高速、高頻寬資料速率(32 位元系統下達 17 GB/s 頻寬),同時不影響功耗效率,可為汽車和工業市場提供超過 10 年的使用壽命保障。

美光的 4Gb 至 128Gb Xccela 和四進位制 NOR 產品具有更高的讀取效能、更少的引腳數、更小的封裝尺寸和更簡單的介面,可提供汽車和工業應用所需的寬溫度範圍(高達 1 級)和高品質(汽車級品質)。4 位元和 8 位元資料寬度與高效能相結合,使 Avant FPGA 的瞬時啟動速度高達 20 mS。

Lattice FPGA

Lattice Avant FPGA 平台和 Lattice Avant-E、Avant-G 以及 Avant-X FPGA 系列將平台的功耗、效能和尺寸優勢與獨特的功能相結合,滿足從邊緣到雲端的整個網路中日益嚴苛的客戶應用需求。Lattice Avant 協助工程師實現設計效率、改善營運成本、提升可靠性,並實現精巧型的系統設計。Lattice Avant 能帶來電源效率、進階連線能力和最佳化運算等現代化功能,因此適用於要求嚴苛的人工智慧/機器學習 (AI/ML) 和電腦視覺應用程式。

搭載美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-G Versa 搭載美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-G Versa

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Avant 中階 FPGA 提供速率高達 2400 Mbps 的 LPDDR4 介面。LPDDR4 介面使用專用的 DFI(DDR PHY 介面)進行訓練,並結合支持 x16、x32 和 x64 位元寬度的彈性、高效控制器以及 AXI-4 主機介面。該記憶體 IP 解決方案與 Lattice Propel™ 系統工具無縫連接,該工具具有拖放式 IP 整合、高生產率 HW/SW(硬體或軟體)除錯,與基於處理器的系統配合使用時支持行業標準(整合研發環境)IDE。裝置可搭配高效能 Xccela SPI 記憶體,以高達 20 mS 的速度即時啟動。

由於 FPGA 具有卓越的效能優勢和功耗效率,支持 FPGA 設計的特定應用 LPDDR4 解決方案的需求預計將大幅增長——從更寬的溫度範圍到直接就地執行操作,所有解決方案均經過微型化,以簡化系統設計。

在工業自動化和機器人領域,智慧工廠、機械臂和自動化檢測系統均依賴即時控制和資料處理。這些系統常在溫度波動劇烈的惡劣環境中運作,需具備即時啟動能力以最大限度減少停機時間。LPDDR4 記憶體憑藉高頻寬,可在感測器和控制單元之間實現快速資料交換。

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MT53E512M32D1ZW-046 AUT:B 是美光的 16Gb LPDDR4 產品,可支持 -40 C 至約 125 C 的溫度,滿足汽車品質要求的更寬溫度範圍。

美光 Xccela NOR 裝置採用低引腳數介面實現直接就地執行操作,效能是平行 NOR 的五倍,占用空間僅為平行 NOR 的一半。選擇美光 NOR 快閃記憶體解決方案,簡化系統設計、降低系統成本並降低能源消耗。MT35XU512ABA1G12-0AUTMT25QU512ABB8E12-0AUT 是 Lattice 平台上支持 512Mb 容量的八進位制/四進位制元件,可支持 -40 C 至大約 125 C 的溫度範圍。

有關上述技術的更多資訊,請造訪美光合作夥伴頁面上的 Lattice Semiconductor

Ecosystem Enablement Manager

Alex Chang, Sr.

Alex is a senior ecosystem manager within the Automotive and Embedded Business Unit (AEBU) at Micron, enabling Micron memories and NVM solutions on SoC platforms for automotive, industrial and embedded applications. He has held software engineering and technical marketing roles in the semiconductor industry for over 20 years. He earned a master’s degree in computer science from the University of Southern California.

Alex Chang, Sr.