電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）根據(jù)《2023-2028年中國(guó)FPGA芯片行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)及投資戰(zhàn)略咨詢報(bào)告》，2022年全球FPGA市場(chǎng)規(guī)模為79.4億美元，2023年增長(zhǎng)至93.6億美元，從2016年到2023年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為10.1%。從市場(chǎng)規(guī)模和增速不難看出，F(xiàn)PGA依然是一個(gè)小而美的市場(chǎng)，但深刻影響著全球各行業(yè)的科技創(chuàng)新。

在2024上海國(guó)際嵌入式展（embedded world China），作為低功耗可編程器件領(lǐng)先供應(yīng)商，萊迪思再一次展示了自己的創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)力。同時(shí)，在全球邊緣AI爆發(fā)的當(dāng)下，萊迪思對(duì)FPGA的產(chǎn)品創(chuàng)新也有了新的思考和規(guī)劃。

FPGA引領(lǐng)終端創(chuàng)新

據(jù)介紹，本屆embedded world China，萊迪思面向AI、汽車和工業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)了8個(gè)特色展臺(tái)，展示FPGA在計(jì)算、數(shù)據(jù)并行、接口定義和車規(guī)級(jí)品質(zhì)等方面的能力。

比如在汽車領(lǐng)域，萊迪思展示的其中一款方案是Local Dimming。萊迪思亞太地區(qū)應(yīng)用工程高級(jí)總監(jiān)Frank Xie表示，Local Dimming屬于eDisplay解決方案里面的一部分，萊迪思在這方面提供包括視頻處理、縮放和寬動(dòng)態(tài)等方面的完整解決方案。“此次展出的demo主要是展示Local Dimming在背部調(diào)光方面的能力，背光顯示面板的顯示質(zhì)量很大程度上取決于背光板的亮度控制，傳統(tǒng)方案是采用統(tǒng)一的光源，就會(huì)出現(xiàn)‘黑色發(fā)白’和‘亮區(qū)發(fā)暗’等問題，萊迪思的Local Dimming可以把屏幕分成非常小的分區(qū)，在高端顯示器或者汽車中控屏、副駕屏方面，這個(gè)分區(qū)數(shù)量可以達(dá)到2048甚至是數(shù)千的規(guī)模，然后每一個(gè)分區(qū)由獨(dú)立的LED來作為背光，這樣能夠顯著提升屏幕的對(duì)比度，帶來更好的觀看體驗(yàn)。”



在汽車領(lǐng)域，萊迪思展示的另一款方案是CMS應(yīng)用demo。CMS的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)在于，光學(xué)和攝像頭成像具有一定的差異性，CMS采用攝像頭成像的方案，抑制強(qiáng)光和紅綠燈頻率捕捉等都會(huì)對(duì)攝像頭成像造成很大的挑戰(zhàn)。Frank Xie指出，“萊迪思的方案不僅能夠?yàn)槠嘋MS實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能，同時(shí)也能夠提供額外的功能安全模塊，目前已經(jīng)和國(guó)內(nèi)幾家車廠形成了合作。”



在AI方面，萊迪思今年帶來了更強(qiáng)的sensAI。sensAI包括了評(píng)估、開發(fā)和部署基于FPGA的機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能解決方案所需的一切——模塊化硬件平臺(tái)、演示示例、參考設(shè)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IP核、軟件開發(fā)工具和定制設(shè)計(jì)服務(wù)。通過將內(nèi)置攝像頭與在萊迪思行業(yè)領(lǐng)先的低功耗FPGA上運(yùn)行的機(jī)器學(xué)習(xí)模型相結(jié)合，萊迪思sensAI智能視覺傳感技術(shù)可以追蹤用戶在使用設(shè)備時(shí)的注意力，讓PC更加智能，更好地感知周圍環(huán)境。萊迪思現(xiàn)場(chǎng)演示人員在展示sensAI新demo時(shí)，不僅演示了通過注意力進(jìn)行菜單選擇的功能，同時(shí)當(dāng)演示人員注視到一定時(shí)間之后，電腦會(huì)自動(dòng)打開文件夾。“這個(gè)功能是在去年的注意力感知軟件開發(fā)套件的基礎(chǔ)上引申出來的新功能。”



Frank Xie指出，萊迪思sensAI智能視覺傳感技術(shù)也可以用于用戶檢測(cè)，當(dāng)一個(gè)用戶完成識(shí)別之后，除了他（她）之外沒有人可以打開這臺(tái)PC。“也已經(jīng)有客戶將我們sensAI的注意力機(jī)制的方案引入AR眼鏡里，通過用戶的眼球來進(jìn)行選擇，提供更加豐富的控制功能。”

邊緣AI大潮下，F(xiàn)PGA也在積極應(yīng)變

在本屆embedded world China上，最熱門的話題無疑就是邊緣AI，F(xiàn)PGA也是實(shí)現(xiàn)邊緣AI重要的核心元件之一。那么，為應(yīng)對(duì)邊緣AI的爆發(fā)性需求，F(xiàn)PGA會(huì)有怎樣的變化呢？

Frank Xie表示，“萊迪思的地位是讓我們的芯片能夠更加適用于打造邊端的AI功能。首先，低功耗一直以來都是萊迪思FPGA的主要優(yōu)勢(shì)。其次，在性能方面，我們?cè)谧钚峦瞥龅腁vant系列上，優(yōu)化了DSP架構(gòu)使其更加適用于邊緣AI方案，相較于我們之前的產(chǎn)品，Avant系列FPGA里的DSP能夠處理更多的數(shù)據(jù)。”

據(jù)介紹，萊迪思Avant系列基于16nm FinFET平臺(tái)，該平臺(tái)提供強(qiáng)大的25 Gb/s SERDES、硬核PCI Express和外部存儲(chǔ)器PHY接口，以及適用于最新AI/ML和計(jì)算機(jī)視覺算法的大量DSP。“2023年，我們推出了Avant-E系列，可提供中端FPGA中極高的DSP和存儲(chǔ)邏輯比，支持高速外部存儲(chǔ)器。基于這款產(chǎn)品，我們和國(guó)內(nèi)早期客戶的合作已經(jīng)到了小批量研制過程，主要是視頻處理的客戶。”

除了更先進(jìn)的制程和更新的產(chǎn)品系列，F(xiàn)PGA產(chǎn)品形態(tài)也在隨著需求的變化而變化，也就是從FPGA到SoC。針對(duì)這種變化，F(xiàn)rank Xie回應(yīng)稱，“FPGA一旦發(fā)展到一定規(guī)模以后，肯定會(huì)走到片上系統(tǒng)，這不光是規(guī)模大了以后的自然需求，也是客戶對(duì)FPGA廠商的要求，因?yàn)橛羞@么多資源以后，自然希望芯片平臺(tái)把越來越多的資源融合進(jìn)來。做片上系統(tǒng)會(huì)有幾個(gè)方案，比如以軟核的方式實(shí)現(xiàn)MCU，也可以選擇ARM核，不同F(xiàn)PGA廠商在做產(chǎn)品定義時(shí)會(huì)有不同的抉擇。目前，國(guó)內(nèi)幾家FPGA廠商已經(jīng)在硬核方面有所動(dòng)作，萊迪思已有產(chǎn)品里面還沒有真正把硬核放在里面，軟核只要有足夠多的資源就可以放進(jìn)去。但是，在萊迪思規(guī)劃的線路圖里面是有包含硬核的片上系統(tǒng)的。”

結(jié)語

FPGA一直以來都是引領(lǐng)創(chuàng)新的器件，因?yàn)橐坏┏墒斓膽?yīng)用，用戶更加傾向于使用ASIC。在不斷的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下，中低端FPGA也在逐漸擁抱更先進(jìn)的制程和更復(fù)雜的產(chǎn)品形態(tài)，這種蛻變將能夠讓FPGA更好地賦能嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新。