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借助 Lattice Avant™ FPGA 推动中端 FPGA 创新,同时借助美光 LPDDR4 实现更大的设计灵活性 

Alex Chang Sr. | 2025 年 9 月

现场可编程门阵列 (FPGA) 通过结合使用内部内存和外部内存接口,广泛适用于各类数字系统。内部嵌入式内存是本地存储和缓冲的理想选择,而外部内存则非常适合需要更大容量的应用。

LPDDR4 外部内存提供众多容量、速度和功耗选项,适用于各类基于 FPGA 的应用。美光 Xccela 闪存(x8 串行)和四线 SPI 配置采用 NOR 闪存,非常适合需要非易失性存储的 FPGA 配置。因此,随着实时 AI 视频处理等任务对于内存性能和功耗的要求日益提高,市场对 LPDDR4 的需求正在迅速增长。

搭载美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-E 评估板 搭载美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-E 评估板

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用于 FPGA 的 LPDDR 和 NOR

美光 LPDDR4 基于美光成熟的 1α (1-alpha) 技术节点打造,支持 Lattice Avant™ 系列 FPGA 的高带宽和大容量需求,非常适合 AI、汽车、通信、计算、工业和安全应用。美光 LPDRAM 可在保持高能效的同时实现高速数据传输(32 位系统带宽高达 17 GB/s)。同时,得益于 1α 技术节点,美光 LPDRAM 可在汽车和工业市场中确保超过 10 年的长期可用性。

美光的 Xccela 和 Quad NOR 产品(4Gb 至 128Gb)可支持汽车和工业应用所需的宽温范围(最高 1 级)和优异质量(汽车级质量),具备更高的读取性能、更少的引脚数、较小的封装尺寸和简单的接口。此类产品支持 4 位和 8 位数据宽度,其高性能可确保 Avant FPGA 实现短至 20 毫秒的即时启动。

Lattice FPGA

Lattice Avant FPGA 平台以及 Lattice Avant-E、Avant-G 和 Avant-X FPGA 系列将平台的功耗、性能和尺寸优势与独特功能相结合,可满足客户从端侧到云端的网络应用日益严苛的要求。Lattice Avant 提供出色能效、先进连接、优化计算,以及多种现代化功能,可助力工程师提升设计效率、降低运营成本、提高可靠性、实现紧凑型系统设计,适用于要求严苛的 AI/ML 和计算机视觉应用。

搭载美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-G Versa 搭载美光 LPDDR4 的 Lattice Avant-G Versa

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Avant 的中端 FPGA 提供 LPDDR4 接口,支持高达 2400 Mbps 的数据传输速率。该 LPDDR4 接口使用专用 DFI(DDR PHY 接口)进行校准训练,配合灵活高效的控制器,支持 x16、x32 和 x64 位宽及 AXI-4 主机接口。该内存 IP 解决方案可与 Lattice Propel™ 系统工具无缝对接,支持拖拽式 IP 集成和高生产力硬件/软件调试。与基于处理器的系统配合使用时,还支持行业标准集成开发环境 (IDE)。这些器件可与高性能 Xccela SPI 内存配合使用,实现短至 20 毫秒的即时启动。

鉴于 FPGA 的出众性能优势和能效,预计未来几年内,支持 FPGA 设计的特定应用 LPDDR4 解决方案的市场需求将大幅增加。这包括要求 LPDDR4 具备更宽的温度范围、可直接就地执行(XIP),同时减少占用空间以简化系统设计。

在工业自动化和机器人相关用例中,智能工厂、机械臂和自动检测系统的运行依赖于实时控制和数据处理系统。这些系统通常在温度波动较大的严苛环境中运行,需要即时启动功能来尽可能减少停机时间。凭借高带宽特性,LPDDR4 内存可支持传感器与控制单元之间的快速数据交换。

正在寻找解决方案?

MT53E512M32D1ZW-046 AUT:B 是美光的 16Gb LPDDR4 产品,支持从 –40 ℃ 至约 125 ℃ 的工作温度范围,可满足汽车级产品对更宽温度范围的需求。

美光 Xccela NOR 器件提供具有较少引脚数的接口,可支持直接就地执行操作,其空间占用仅为并行 NOR 的一半,性能却高达后者的 5 倍。美光 NOR 闪存解决方案可助您简化系统设计、降低系统成本和能耗。MT35XU512ABA1G12-0AUTMT25QU512ABB8E12-0AUT 是可用于 Lattice 平台的 Octal/Quad 器件,存储密度为 512Mb ,支持从 –40 ℃ 到大约 125 ℃ 的温度范围。

如需深入了解文中提及的技术,请访问美光合作伙伴页面上的 Lattice Semiconductor

Ecosystem Enablement Manager

Alex Chang, Sr.

Alex is a senior ecosystem manager within the Automotive and Embedded Business Unit (AEBU) at Micron, enabling Micron memories and NVM solutions on SoC platforms for automotive, industrial and embedded applications. He has held software engineering and technical marketing roles in the semiconductor industry for over 20 years. He earned a master’s degree in computer science from the University of Southern California.

Alex Chang, Sr.