新一代FPGA助力 智慧型手機處理效能再升級

為提升智慧型手機整體處理效能，因應更多人機互動與複雜應用，如AR/VR、語音辨識及手勢識別等，萊迪思半導體(Lattice Semiconductor)宣布推出新一代FPGA元件--iCE40 UltraPlus。

此一元件為iCE40 Ultra系列最新成員，相較前一代產品，能提供8倍以上的記憶體(1.1 Mb RAM)、2倍的數位訊號處理器，以及效能更佳的I/O。

萊迪思消費電子產品部亞太區資深事業發展經理陳英仁表示，目前智慧手機系統架構發展趨勢已逐漸改變，過往著重在雲端處理，手機大多只負責傳遞資訊至雲端，不須進行太多即時分析。

然而，從今年開始，深度學習躍居為市場主流技術，許多的應用像是語音辨識、手勢識別、圖像識別等，在將資訊傳遞到雲端前，便先在手機上加以分析或預處理的需求越來越多。

因此，如何使智慧手機及周遭設備性能越來越強大，卻又能保持低功耗，已成為主要的設計挑戰。

陳英仁進一步指出，除上述所說的系統架構外，簡化印刷電路板(PCB)布線也是另一個設計上的重大挑戰。

以往手機的PCB都是完整一塊，布線設計相對簡單。

但目前智慧手機的PCB已分成兩塊，透過柔性電路板(FPC)連接，且大部分的空間留給鋰電池或是LCD螢幕，導致電路板上的布線更加複雜。

此外，隨著智慧手機中搭載的感測器越來越多，資料流量愈加龐大，也使得電路板上的線路數量上升，使問題更加棘手。

然而，連接PCB的FPC空間有限，甚至為因應智慧手機日後更加輕薄短小的設計，FPC的空間也會愈來愈小；在這種情況下，一方面要簡化布線設計，使其可以順利連接感測器，傳遞資訊，一方面又要顧及PCB尺寸，對於製造商而言，也是一大挑戰。

對此，FPGA因可支援許多不同種類接口，適合提供一個I/O的整合跟擴充，便可作為一個Sensor hub或是I/O hub的概念，以解決上述問題。

新推出的FPGA元件整合1.1Mb SRAM、八個DSP區塊，以及高達5K LUT和應用於即時啟動應用程式的非揮發性配置記憶體(NVCM)，適用於語音辨識、手勢識別、圖像識別、觸覺感知、圖形加速處理、訊號聚合、I3C橋接等。

為智慧型手機和物聯網邊界產品帶來更多附加功能，如滿足穿戴式設備和家庭語音輔助設備永遠開啟、聆聽並即時處理在地即時語音指令，而毋須連接雲端。

另外，如何保持低功耗也是目前電子設備的發展重點，對此，新元件具備可編程行動異構計算(MHC)功能，可在無連接雲端的情況下可透過不同處理器加速運算，以降低電池供電設備中高功耗的應用處理器(AP)工作量。

DSP數量越多可支援越複雜的運算，而擴充記憶體能緩存更多資料，滿足長時間的低功耗狀態。

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