原创 iCE40 ULTRA FPGA为消费类产品打造差异化设计

智能手机和平板电脑市场火热，技术发展迅速。这类产品需要保持超薄的尺寸、强大的功能、较长的电池续航时间以及有个性的差异化。针对手机功能差异化的市场 需求，莱迪思半导体(Lattice)推出了iCE40 ULTRA FPGA产品，它能够帮助手机、平板厂商实现比竞争对手更多的功能，同时还能做到足够省电。

莱迪思公司亚洲区高级销售总监梁成志介绍说，智能手机和平板电脑有几个共同特点：一是处理器功能强大但功耗高；二是都采用锂电池供电，对芯片功耗要求严格；三是产品市场竞争激烈，厂商希望能够提供差异化的功能来提升产品价值。

很 多智能手机厂商都是采用同样的处理器、同样的手机屏，甚至是同样的摄像头，为了能够让自己的手机在价格上尽量卖得更高，尽量看上去与众不同，就需要增加一 些小的亮点，让其在I/O接口、外观、功能上实现差异化，同时还必须保持同样的电池续航能力。CPU或SoC的规格是芯片原厂统一规划的，不太可能单独为 某个客户的新功能做额外的定制化设计，而FPGA在ASIC芯片问世之前，就能在某种程度上满足这种需求。

莱迪思针对消费类 市场推出了iCE40 ULTRA FPGA芯片，该芯片已是第三代产品，尺寸依然最小，并集成了丰富的IP硬核。莱迪思南中国区技术经理黄晓鹏介绍，iCE40 ULTRA芯片最小的BGA封装尺寸是1.40mm×1.48mm，只占用很小的PCB空间。在功耗上，该芯片较上一代节省了75%。

iCE40 ULTRA芯片中集成了3 个24mA恒定电流吸收器(Current Sink)，可以帮助手机客户实现呼吸灯的设计；1个500mA恒定电流吸引器，可以帮助客户实现红外遥控功能。该芯片还集成了4个16×16乘法器、 32位累加器、2个可编程I2C和SPI接口、10kHz低功耗振荡器、48MHz高性能振荡器、1个可编程PLL 、高达80kb的嵌入式RAM块，以及非易失性配置存储器，多达3,520查找表(LUT)资源可用于功能定制，多达26个I/O可用于定制接口。

手机用户只需要安装遥控精灵App，即可通过手机集成的红外模块来遥控家里几乎所有的电器。iCE40的呼吸灯功能设计已被应用在三星的热销手机型号上。此外，它还可以帮助客户实现指纹识别以及新的手势控制等功能。

梁成志指出，iCE40 ULTRA上集成的IP硬核，都是该公司根据全球客户调查得到的反馈做的规划。它一方面能最大化地帮助客户实现手机上的功能，另一方面能在实现这些功能的同时，尽量不唤醒CPU，从而达到省电的目的。

iCE40 ULTRA采用超小尺寸封装设计，不仅可以用在智能手机和平板电脑上，还可以应用到各种智能可穿戴设备中。它不仅有超小的面积(最小3.7mm2)，还非 常薄(其厚度只有0.45mm)，因此还可用在智能手表、智能眼镜、健康腕带、植入式传感器、智能服装和鞋内传感器等众多的可穿戴产品上。

最 后， 对于产品工艺莱迪思会不会往更高阶方向走这一问题，梁成志表示，目前40nm工艺在封装良率、裸片成本价格和生产供货上都很成熟。如果是升级到28nm， 良率如果上不去，再加上封装成本会上升，并不见得会有优势。iCE40 ULTRA这款芯片的封装占到了制造成本的50%，升级至28nm能够节省的成本并不多。