会社ブログについて 格子 LIFCL-40-9SG72I クロスリンク-NX 2.5G MIPI D-PHY を搭載した組み込み FPGA

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. は、格子の供給とリサイクルを行っています。LIFCL-40-9SG72ICrossLink-NX 組み込み FPGA、2.5G MIPI D-PHY を搭載。

格子LIFCL-40-9SG72ICrossLink-NX シリーズの組み込み専用 FPGA は、高度な 28nm FD-SOI プロセス技術を利用した、成熟した信頼性の高い Lattice Nexus 独自のチップ プラットフォーム上に構築されています。ネイティブの高性能 2.5G MIPI D-PHY ハードコア トランシーバーが統合されており、追加の外部 PHY ペリフェラルを必要とせずに、高解像度イメージ センサー、高解像度ディスプレイ パネル、エッジ プロセッシング コア間の高速データ相互接続が可能になります。これは、エンベデッド ビジョン リンク ブリッジング、センサー信号集約、軽量エッジ AI 推論、高速画像データ転送シナリオ向けに特別に設計されたベンチマーク クラスのプログラマブル ロジック デバイスです。

私。LIFCL-40-9SG72Iコア アーキテクチャとハードウェア基盤: 組み込みの適応性のための強固な基盤の構築

CrossLink-NX シリーズのフラッグシップ モデルとして、産業グレードの品質、コンパクトなサイズ、中程度から低程度のロジック処理能力を備えた、LIFCL-40-9SG72Iチップの基礎となるアーキテクチャ設計段階から、冗長な高性能コンピューティング能力を積み上げるアプローチを放棄しました。その代わりに、「十分なコンピューティング能力、極めて高いエネルギー効率、コンパクトな統合」という組み込みシナリオの中核となる設計原則に正確に準拠しており、そのバランスの取れたパフォーマンスと消費電力の利点は、同じクラスの競合する FPGA 製品をはるかに上回っています。 28nm FD-SOI (フローティング ドープ シリコン オン インシュレータ) プロセスを使用して構築されたこのチップは、従来のバルク シリコン FPGA と比較して動作消費電力を最大 75% 削減するだけでなく、チップのソフト エラー率も大幅に削減します。電磁干渉や温度変動に対する耐性が大幅に強化されており、自動車、産業現場、屋外端末などの複雑で過酷な組み込み動作環境に最適であり、長期的な動作安定性と機器の寿命を確実に保証します。

コア ロジック リソースの構成に関しては、LIFCL-40-9SG72Iは、豊富なプログラマブル ロジック ユニット、専用 DSP 処理モジュール、大容量の組み込みメモリ リソースを備えており、ロジック制御、データ前処理、軽量コンピューティングの要件に応えます。このチップには、埋め込みデータ キャッシュと画像フレーム ストレージ用に最適化された埋め込みメモリ アレイが装備されており、各ロジック ユニットは最大 170 ビットのストレージを提供します。この非常に高いメモリ対ロジック比は、画像フレームの一時キャッシュ、センサー データのリアルタイム バッファリング、小規模エッジ AI 推論モデルのパラメータのローカル ストレージを効率的にサポートし、外部の大容量メモリ チップを必要とせずに基本的なデータ処理ワークフローを完了できるようにします。また、専用の 18×18 ハードウェア乗算器 DSP モジュールも組み込まれており、画像のスケーリング、色補正、データ フィルタリング、単純な AI 畳み込み演算などの軽量デジタル信号処理タスクを効率的に処理できます。これにより、コア ロジック リソースが占有されず、FPGA のメイン制御ロジックとデータ処理が高効率で並行して実行できるようになります。パッケージングに関しては、コンパクトな 72 ピン QFN パッケージが採用されており、PCB 上の占有スペースは最小限に抑えられています。これは、組み込み端末のコンパクトなハードウェア レイアウト設計に適しており、小型組み込みデバイスのメインボード上の限られたスペースや高密度配線の難しさなどの業界の問題点に効果的に対処します。電気仕様は工業グレードの標準に準拠しており、幅広い動作温度範囲をサポートしています。 -40°C ～ 100°C の極端な温度変動に耐えることができ、スロットリングやシステムクラッシュを起こすことなく安定したパフォーマンスを維持し、さまざまな産業用および車載用組み込みデバイスの厳しい動作要件を満たします。

構成ブート パフォーマンスは、組み込みリアルタイム システムの重要な指標です。のLIFCL-40-9SG72Iには独自のインスタント構成テクノロジーが搭載されており、I/O ポート構成の完了にはわずか 3 ミリ秒、完全なデバイス構成には 8 ミリ秒もかかりません。電源投入後すぐに動作状態に入ることができ、車載画像処理の起動や産業機器の瞬時パワーオン調整などの組み込みアプリケーションの非常に長い起動遅延要件を満たし、従来の FPGA コンフィギュレーション遅延によって引き起こされるデバイスの起動遅延や信号切断などの問題を排除します。 FD-SOI プログラマブル フィードバック バイアス テクノロジを利用して、チップは実際の動作負荷に基づいてパフォーマンスと消費電力のバランスを自動的かつ動的に最適化します。アイドル状態では超低電力スリープ モードに切り替わり、全負荷時に安定した定格パフォーマンスを提供するため、デバイスのバッテリー寿命と動作パフォーマンスの 2 つの要件を満たします。

II.LIFCL-40-9SG72Iコア構成: ネイティブ 2.5G MIPI D-PHY ハードコア、ミニマリスト高速ビジョン インターコネクト アーキテクチャ

統合された高速 2.5G MIPI D-PHY ハードコア トランシーバは、Lattice の最も中心的かつ特徴的な製品利点を表しています。LIFCL-40-9SG72ICrossLink-NX 組み込み FPGA は、組み込みビジョン アプリケーションの正確な位置決めの鍵となります。画像信号の送受信に外部のスタンドアロン MIPI PHY チップを必要とするほとんどの汎用 FPGA の煩雑な設計とは異なり、このチップは専用の配線された MIPI D-PHY 物理層回路を備えています。外部インターフェイスチップ、レベルシフタ、信号調整回路は必要ありません。チャネルあたり 2.5 Gbps の高速データ転送速度をネイティブでサポートし、MIPI CSI-2 イメージ キャプチャ インターフェイスおよび MIPI DSI ディスプレイ ドライバー インターフェイス規格と完全な互換性があるため、高解像度車載カメラ、工業エリア/ライン スキャン イメージ センサー、高解像度組み込みタッチスクリーン ディスプレイ、コンパクト エッジ ビジョン モジュールなどのさまざまな周辺機器への直接接続が可能になります。

MIPI高速信号伝送適応性の点では、この2.5G MIPI D-PHYハードコアは、LIFCL-40-9SG72IFPGA は信号の完全性に関して専門的に最適化されており、マルチチャネルの差動信号の同期送受信をサポートします。強力な耐干渉性により、組み込み機器に特有の複雑な電磁干渉環境下でも、ロスレスかつ低遅延で安定性の高い高解像度画像データの伝送を実現し、高速画像伝送時の画面の歪み、データパケットの損失、フレーム同期の異常、伝送遅延の変動などの一般的な問題を効果的に防止します。このチップは、MIPI信号集約、信号分割、信号複製、ルーティング切り替えなどのコア機能をネイティブにサポートしており、複数のイメージセンサーからの信号の集約、複数のチャネルにわたる単一の高精細画像信号の同期配信と表示、異なる解像度の画像信号フォーマットのリアルタイム変換など、主要な組み込みビジョンビジネスロジックの柔軟な実装を可能にします。 FPGA、外部 MIPI PHY、信号インターフェイス チップで構成される従来のマルチチップ ソリューションを単一のチップで置き換えることができるため、組み込みハードウェア回路設計アーキテクチャが大幅に簡素化されます。

合理化されたハードウェア アーキテクチャLIFCL-40-9SG72Iエンジニアリング上の複数の具体的な利点をもたらします。一方で、PCB 上の周辺コンポーネントの数が大幅に削減され、ハードウェア材料コストが削減され、PCB レイアウト設計が簡素化されると同時に、組み込みデバイスのハードウェア R&D サイクルが短縮されます。その一方で、マルチチップの調整に伴う電力消費と信号相互作用の遅延が削減され、それによって全体的な電力消費と熱管理の要求が低減されると同時に、潜在的な障害点が減少し、組み込みビジョン機器の長期的な動作信頼性が向上します。コアの MIPI D-PHY インターフェイスに加えて、このチップは、LVDS、subLVDS、OpenLDI、SGMII など、一般的に使用されるさまざまな高速組み込みインターフェイスと互換性があります。これにより、高速 MIPI ビジョン信号と従来の産業用差動信号またはイーサネット信号の間のプロトコル変換とデータの相互運用性が可能になり、複数種類の周辺機器を組み合わせて適合する複雑な組み込みシステムの設計要件を満たし、デバイスの互換性と適応性が拡張されます。

Ⅲ．独自の技術的利点LIFCL-40-9SG72Iあらゆるシナリオの組み込み開発ニーズに適した CrossLink-NX シリーズ

CrossLink-NX シリーズ FPGA の独自技術エコシステムを活用した LIFCL-40-9SG72I は、プログラマブル開発の容易さ、低電力制御、高信頼性動作、将来の反復とアップグレードの点で大きな利点を提供し、組み込み製品の量産と長期運用と保守の要件を包括的に満たします。電力管理の観点から、このチップは調整可能なマルチレベル電力モードをネイティブにサポートしています。開発者はコンパイル構成とファームウェアプログラミングを使用して、デバイスの動作シナリオに応じて高性能動作モードと超低電力省エネモードを柔軟に切り替えることができます。これにより、ポータブルなバッテリ駆動の組み込み機器のバッテリ寿命が効果的に延長され、熱放散エネルギー消費と産業用固定設置機器の長期運用コストが削減され、それによってさまざまな電源シナリオの差別化された要件が満たされます。

開発サポートとエコシステムの統合に関して、ラティスは、包括的な MIPI D-PHY インターフェイス IP コア、画像データ処理用の専用 IP ライブラリ、タイミング制約テンプレート、成熟したリファレンス デザイン サンプルとともに、専用の Radiant 開発およびコンパイル ソフトウェアを提供します。開発者は、高速インターフェイスの低レベル ドライバー コードを最初から作成する必要はありません。標準化された IP コアを直接利用することで、MIPI 画像取得、ディスプレイ ドライバー、信号転送などのコア機能の開発を迅速に完了できます。これにより、FPGA ベースの組み込みビジョン開発に対する技術的障壁が大幅に下がり、プロジェクトの研究開発とデバッグのサイクルが短縮され、中小規模のチームの迅速な製品化のニーズに対応できます。さらに、このチップはオンライン再プログラミングとリモート ファームウェア アップグレードをサポートしています。デバイスが量産に入ると、機器を分解することなくロジック プログラムをリモートで更新できるため、画像送信アルゴリズムの最適化や、イメージ センサーや表示パネルの新しい仕様への適応が可能になります。ハードウェア回路を変更する必要がないため、その後の製品の反復、アップグレード、メンテナンスに関連するコストが削減されます。

工業グレードの信頼性と量産適性の点で、28nm FD-SOI プロセスは放射線、静電気放電、電圧変動に対するチップの耐性を大幅に強化します。従来の FPGA と比較してソフト エラー率が 100 分の 1 に低減され、クラッシュや論理異常のない長期的な継続動作が保証されます。そのため、産業オートメーション、車内認識、屋外セキュリティ監視など、非常に高い安定性要件が求められる組み込みアプリケーションに最適です。コンパクトな QFN パッケージは、成熟したはんだ付けプロセスと安定した供給を備えた大規模な SMT 生産に適しており、組み込みデバイスの大量生産と配送のサプライチェーン要件を満たします。

IV.典型的な組み込みコア アプリケーション シナリオLIFCL-40-9SG72I、業界の問題点に正確に対処

のコア機能を活用するLIFCL-40-9SG72I組み込み FPGA - コンパクト サイズ、低消費電力、即時構成、ネイティブ 2.5G MIPI D-PHY 高速ビジョン インターコネクト - このチップは、複数のセクターにわたる組み込みビジョンおよび高速データ処理のコア シナリオに広く導入されており、業界アプリケーションにおける実際の問題点に正確に対処しています。車載用組み込みビジョン システムでは、フロントビュー カメラ、リアビュー カメラ、サラウンドビュー カメラを含む複数の高解像度 MIPI カメラと接続して、リアルタイムの画像データの取得、スティッチングと補正、フォーマット変換を実行できます。処理された画像データを車両のメイン制御チップに送信すると同時に、計器クラスタ上の高解像度 MIPI ディスプレイ パネルと同期して出力の同期を確保し、低遅延、高信頼性、幅広い温度での動作という自動車画像処理の中核要件を満たします。

コンパクトな産業用マシンビジョン取得端末のコンテキストにおいて、このソリューションは、産業用 HD MIPI エリアスキャン センサーからの高速画像キャプチャ、画像前処理の実行、欠陥検出データの予備スクリーニング、およびリアルタイムの高速データ アップロードをサポートします。従来のかさばる FPGA ソリューションを置き換え、産業用小型ビジョン検査モジュールや組み込みオンライン品質検査装置のコンパクトな設計要件を満たします。軽量のエッジ AI ビジョン デバイスでは、内蔵 DSP モジュールと大容量の組み込みストレージを活用して、画像データの前処理と簡単な AI 推論計算を実行し、オブジェクトの検出、認識、分類などのエッジ インテリジェンス機能を可能にします。これにより、外部の高性能プロセッサが不要になり、デバイスの消費電力とコストが削減されます。さらに、ポータブル高精細セキュリティカメラ、組み込み医用画像取得モジュール、家庭用電化製品用の高精細ディスプレイブリッジングデバイスなど、高速 MIPI 画像送受信やコンパクトで低消費電力のプログラマブル制御を必要とするさまざまな組み込みシナリオに適用できます。

V. 概要LIFCL-40-9SG72I

格子LIFCL-40-9SG72ICrossLink-NX 組み込み FPGA は、費用対効果が高く、信頼性が高く、コンパクトなプログラマブル ロジック デバイスで、特に組み込みビジョン アプリケーションの高速相互接続に最適です。高度な 28nm FD-SOI プロセスに基づいて構築されており、超低電力で安定性の高い基盤を提供します。コンパクトな 72 ピン QFN パッケージは、組み込みデバイスの狭いレイアウトに最適であり、瞬時の迅速な構成によりリアルタイム システム起動の要件を満たします。統合された 2.5G MIPI D-PHY ハードコアは、高速画像信号伝送のためのハードウェア アーキテクチャを大幅に簡素化し、外部 PHY チップを必要とせずに高精細画像の取得とディスプレイの相互接続を可能にします。自動車用ビジョン、産業用マシン ビジョン、エッジ インテリジェンス センシング、組み込みディスプレイ ブリッジング アプリケーションのいずれの場合でも、このチップは、最小限のハードウェア設計、優れた伝送性能、超低動作電力消費、便利な開発エコシステムを通じて、さまざまな組み込みビジョン システムのコア制御と高速データ処理要件を完全に満たします。これは、中小規模の組み込みビジョン製品における FPGA 選択のコア コンポーネントとして推奨されます。