存儲器靈活性是FPGA設計的關鍵

　　作者：Bob O’Donnell

　　雖然科技界大多關注最新的前沿技術進展，但事實上，很大一部分半導體設備還在使用好幾年前的組件。例如，汽車行業最近面臨的一些挑戰主要集中在制造工藝相對落后的芯片上。

　　采用FPGA的嵌入式設備領域比汽車行業更加廣泛和深入，因此對這些設備而言，能夠利用各種不同類型的組件尤為重要。在某些情況下，采用FPGA的設備會使用一些最新技術，但另一方面，它們可能使用的是20年前的芯片。

　　對嵌入式設備的設計人員來說，存儲器技術的選擇是特別重要的一個方面。許多現代FPGA都設計了一定容量的SRAM（靜態隨機存取存儲器），方便某些算法或其他嵌入式軟件在FPGA內運行。但在許多應用中，工程師需要將它們與各種類型的外部DRAM（動態RAM）連接，從而實現特定設備或應用所需的功能。例如，在基于圖像傳感器的設備中，對高分辨率視頻信號進行實時AI處理，以執行諸如識別不同動作類型的任務，就需要使用DRAM來實現輸入信號的幀緩沖。

　　外部存儲器的問題在于，存儲器類型太多，性能特征、容量、功耗等千差萬別。因此，能夠連接盡可能多的不同類型的存儲器至關重要。當前最常使用的一種是LPDDR4（第四代低功耗雙倍數據速率存儲器），它為設計人員提供了各種不同容量/密度、速度和功率規格，便于匹配他們開發的特定應用。由于其低功耗特性，它特別適用于移動設備和其他電池供電的設備，也可用于開發工業/汽車中的低功耗設備，以及散熱管理頗具挑戰性的應用。

　　盡管LPDDR4的規范最初發布于2014年（LPDDR5規范于2019年推出），但由于其靈活性和較低的成本，它仍然廣受設備設計人員的歡迎。鑒于其最佳的功耗、成本和電源壽命，LPDDR4如今是工業和嵌入式系統中最受歡迎的DRAM。此外，與較早發布但仍普遍使用的LPDDR2和LPDDR3類型的存儲器相比，LPDDR4提供了功耗和性能方面的重大改進。因此，像美光（Micron）這樣的內存公司提供了大量不同類型的LPDDR4器件，以滿足市場的不同需求。

　　作為小型FPGA市場現代化戰略的一部分，萊迪思最近推出了CertusPro?-NX 系列產品，這是目前同類產品中唯一支持LPDDR4的FPGA系列。因此，工程師現在不僅能夠利用速度更快的器件，還能兼顧低功耗和低頻率，這對嵌入式設備至關重要。這種組合令人振奮之處在于，它能夠為更廣泛的設備提供強大的功能，例如機器視覺和其他基于智能攝像頭的應用。尤其是現在可以將AI功能引入更小、更便宜和更低功耗的設備，從而擴展這種強大新技術的應用范圍。

　　從美光這樣的內存制造商角度來看，在更多主機或處理器件（如CertusPro-NX FPGA）中更廣泛地支持 LPDDR4，意味著該公司將擁有更多的客戶，可以向他們銷售其內存產品。對于設備設計人員來說，新增LPDDR4支持意味著他們可以從這些成熟的主流內存技術的廣泛長久應用中受益，因為這些器件制造生命周期很長，能獲得長期穩定的供應。

　　最后，我們需要認識到嵌入式設備的世界持續以驚人的速度增長和多樣化發展。因此，當組件選擇的范圍和互連方式不斷擴大發展時，對所有相關方都是真正的多贏。LPDDR4存儲器與FPGA的組合顯然可以實現廣闊的應用，可以專門針對各種不同的環境開發應用。對于希望提高靈活性的設備設計人員而言，這無疑是一個激動人心的新時代。

　　作者簡介：

　　Bob O’Donnell是市場研究公司TECHnalysis Research的總裁兼首席分析師，該公司為技術行業和專業金融領域提供戰略咨詢和市場研究服務。