新一代FPGA助力 智能手机处理效能再升级

新一代FPGA助力 智能手机处理效能再升级

为提升智慧型手机整体处理效能，因应更多人机互动与复杂应用，如AR/ VR、语音辨识及手势识别等，莱迪思半导体(Lattice Semiconductor)宣布推出新一代FPGA元件--iCE40 UltraPlus。此一元件为iCE40 Ultra系列最新成员，相较前一代产品，能提供8倍以上的记忆体(1.1 Mb RAM)、2倍的数位讯号处理器，以及效能更佳的I/O。

莱迪思消费电子产品部亚太区资深事业发展经理陈英仁表示，目前智慧手机系统架构发展趋势已逐渐改变，过往着重在云端处理，手机大多只负责传递资讯至云端，不须进行太多即时分析。然而，从今年开始，深度学习跃居为市场主流技术，许多的应用像是语音辨识、手势识别、图像识别等，在将资讯传递到云端前，便先在手机上加以分析或预处理的需求越来越多。因此，如何使智慧手机及周遭设备性能越来越强大，却又能保持低功耗，已成为主要的设计挑战。

陈英仁进一步指出，除上述所说的系统架构外，简化印刷电路板(PCB)布线也是另一个设计上的重大挑战。以往手机的PCB都是完整一块，布线设计相对简单。但目前智慧手机的PCB已分成两块，透过柔性电路板(FPC)连接，且大部分的空间留给锂电池或是LCD萤幕，导致电路板上的布线更加复杂。此外，随着智慧手机中搭载的感测器越来越多，资料流量愈加庞大，也使得电路板上的线路数量上升，使问题更加棘手。

然而，连接PCB的FPC空间有限，甚至为因应智慧手机日后更加轻薄短小的设计，FPC的空间也会愈来愈小，在这种情况下，一方面要简化布线设计，使其可以顺利连接感测器，传递资讯，一方面又要顾及PCB尺寸，对于制造商而言，也是一大挑战。对此，FPGA因可支援许多不同种类接口，适合提供一个I/O的整合跟扩充，便可作为一个Sensor hub或是I/O hub的概念，以解决上述问题。

新推出的FPGA元件整合1.1Mb SRAM、八个DSP区块，以及高达5K LUT和应用于即时启动应用程式的非挥发性配置记忆体(NVCM)，适用于语音辨识、手势识别、图像识别、触觉感知、图形加速处理、讯号聚合、I3C桥接等。为智慧型手机和物联网边界产品带来更多附加功能，如满足穿戴式设备和家庭语音辅助设备永远开启、聆听并即时处理在地即时语音指令，而毋须连接云端。

另外，如何保持低功耗也是目前电子设备的发展重点，对此，新元件具备可编程行动异构计算(MHC)功能，可在无连接云端的情况下可透过不同处理器加速运算，以降低电池供电设备中高功耗的应用处理器(AP)工作量。DSP数量越多可支援越复杂的运算，而扩充记忆体能缓存更多资料，满足长时间的低功耗状态。