低功耗可编程器件的领先供应商莱迪思半导体，参加了中国上海举办的2023年国际嵌入式展会，展示其最新的技术进展。期间举办关于了网络边缘AI计算的会议，还在展台上展示基于莱迪思器件的嵌入式视觉、AI、安全、功能安全和互连演示。这些解决方案可以帮助工程师设计面向未来的网络边缘汽车、工业和安全应用。
产品多样，总有一款适合你
莱迪思的展台琳琅满目，聚焦汽车、工业和安全领域，参观者络绎不绝，专业工程师的专业讲解让人大呼过瘾。莱迪思亚太区现场技术支持总监蒲小双先生在现场和我们作了如下分享。
随着在车载与工业应用中，与摄像头相关的ISP需求愈来愈多。根据场景的不同，分辨率要求不一，摄像头数量不一，ISP处理可以采用SoC，或者专用的ASSP，也可以用FPGA来实现。Lattice为客户提供模块化设计的ISP功能，为客户的差异化设计提供助力。例如这些功能模块有自动曝光，自动白平衡，自动对焦等等。采用FPGA来实现ISP功能的优点，就是可以根据不同的摄像头传感器，调整参数，最后得到一个满意的效果，同时也能缩短产品研发的上市时间。
蒲总表示，最近大家都在关注Local Dimming技术应用到车载显示屏中，让图像显示黑的地方更黑，亮的地方更亮，提高渲染效果。Lattice为客户提供由FPGA实现的完整Local Dimming算法和方案。同时，FPGA的灵活可编程特点，也为不同的SOC输出接口和显示屏输入接口提供各种不同的配置。例如，LVDS接口，eDP/DP接口。由此，大大增加了客户系统设计的灵活度。
还有一款涉及汽车电子后视镜的方案，电子后视镜是由摄像机与监视器组成的系统，在规定视野内需要看清车辆后方、侧方视野，是一种新型间接视野装置。其系统构成是：显示屏和控制器及摄像头通过线束连接。CMS 系统的技术难点主要有延迟性、图像质量（ISP）、功能安全等能力要求。纯显示型方案成本更低，上手快，更容易接受。Lattice提供一套CMS demo系统，其中的ISP图像处理由ASIC完成，图像的缩放，分割以及拼接由FPGA完成。
如果你觉得这些已经足够显示Lattice的FPGA魅力，不急，还有惊喜等待你！且听莱迪思亚太区市场开拓总监林国松先生的现场分析。
例如Automate stack 3.0方案。Lattice 业自动化方案集成了马达控制、工业互联（Ether-Connect）、IIOT、PCIe以及AI在预测性维护的应用（PdM）。Ether-Connect主站采用CertusPro-NX 100K FPGA，从站采用Certus-NX 40K FPGA，共有2条链路，每条链路控制2个马达。整个demo的控制操作在笔记本电脑上完成，通过MQTT over Wifi与主控板CertusPro-NX通信。另外在马达的预测性维护（PdM）方面采用了AI技术，监测马达电流和负载情况，如果出现故障将及时上报给系统。如果马达出现了故障，例如三相电流中的一相电流发生了变化，这个圆就变成了椭圆。而且通过椭圆的具体形状AI引擎能判断出是哪一相电流出现了问题，比如哪一相的阻抗发生了变化，业界又称为马达的“健康监测”。“这个技术的好处是不需要任何额外传感器，只需要根据三相电流判断就可以了。”林总强调。
当然热门话题AI，Lattice不会忽视。Lattice投资了总部位于加拿大的AI公司（Miramatrix），是专门设计基于CPU的AI算法公司。
Lattice为什么投资AI公司？目标把AI算法落实到Lattice FPGA低功耗器件上，这次展出的demo是所收购的AI公司的核心引擎。AI应用在基于人脸（还是人员）识别的基础上，新增的特点是能够识别眼睛、鼻、嘴巴、耳朵，有了这些参数后，提供给上层应用，由应用层决定使用场景。
其中一个应用场景，通过识别出摄像头里的眼球转动的方向，决定PC端显示屏的亮度；或者人离开了，屏幕就可以熄灭。无论手机或者电脑都会随其使用年限面临电池的持续时间缩短的问题。Lattice把AI识别功能引入到低功耗的FPGA，这样就可以减少用高功耗的CPU去实行人脸识别。通常CPU算力功耗是数瓦或者十几瓦，利用FPGA器件的话就在百毫瓦，这是数量级的差别。 除了通过使用场景的功耗优化，离开锁屏也提高了数据安全。当有第二个人同时站在屏幕前时，用Lattice提供的软硬件会提醒你有第二个人在看同一屏幕。除此以外，还实现了识别人的脸、鼻，离屏幕的距离以及是否带了眼镜等功能。
另一个展示称为Post Quantum Cryptography，这是一个前沿的研发，属于Lattice欧洲分部和欧洲的设计公司合作的解决方案。随着量子计算机的出现，量子计算针对非对称加密算法有强的破解能力，基于CPU的加密如果需要一百年，那量子计算机可以在一周，甚至更短时间内就可以突破加密。加密算法在不断演进以应对量子计算的部署。美国和欧洲正在选定最终针对避免量子攻击的新加密算法，但这个算法本身是否足够强壮，也要经过加密算法攻击进行验证。确定了以后，算法本身完善性需要一定时间才能完善。FPGA的可编程的特性，在算法尚未完善的初期是很合适的，也是最易于部署，同时可以在不改动硬件的条件下，不断修正算法上的弱点。
不惧替代，未来大有可为
大家都在关心，FPGA的应用场景，在使用需求足够大的时候会被ASIC替换？FPGA的灵活性让它能快速应用于前沿使用方案，到了需求超过特定体量后，就会转向ASIC来降低成本。AI的实现，不限于FPGA，GPU，或者MCU等等，但是在AI功能固化前，通过FPGA的灵活性来实现是一个很好的选择。
蒲总表示，“FPGA产品以及相应的方案要走在前面，这也是Lattice公司除了不断出新产品以外，还要根据市场的不同提供多种方案给客户，帮助客户，支持客户的原因。”
FPGA一直在被替代，产业达到体量大，成熟度高的的时候FPGA就会被ASIC替代。作为从事FPGA开发的人首先考虑的是产业不会10年、15年一成不变。因为差异化会不断的演进迭代。初期的手机屏维修，都会用到Lattice的芯片作为桥接，但是3年的演变后，都由MCU替换了。但是新的屏幕信号传输技术的引入，ASIC的推出速度无法赶上FPGA，所以初期还是需要用到FPGA。还有一种应用很特别，在开发产品时，会选用不同的ASIC去完成系统功能，当各种ASIC可能没法做到无缝连接时，就需要由FPGA来实现桥接功能 （Glue Logic），粘合逻辑。当然不可否认的是，赛道上还会出现不断的技术演进，由此提出了对FPGA芯片性能的更高要求，这也是Lattice作为半导体厂商不断推出新款芯片的动力。
最后，同样，基于AI市场需求热点。 Lattice三年前只有个位数工程师进行探索，现在公司有近百人的规模致力于边缘AI的研究和开发（包括内部和外部）。Lattice的目标是将AI的能力移植到功耗低、成本低、体验度不受影响。
蒲总透露，嵌入式产品在电子领域得到广泛应用，在中国市场发展很多年了，从最早的通信产品到现在新的工业控制，伺服控制等，发展前景一片光明。Lattice同样会不遗余力的助中国市场一臂之力！