[原创] 股价连年攀升，Lattice的FPGA新方向
2021-03-17
14:00:52
来源: 半导体行业观察
过去一年，Lattice的股价从15美元涨到了如今的45美元，暴涨了300%，Lattice为什么上涨了这么多？这些年，从低端到中端，Lattice不断在低功耗设备潜心钻研，其在FPGA领域又开辟了哪些新天地呢？
Lattice从2019年开始公布第一个解决方案，主要是注重在网络边缘AI计算；2020年推出sensAI更新方案和Embedded Vision1.0 （mVision）和Sentry1.0；2021年sensAI新版本mVision 2.0和Sentry 2.0已经推出。凭借在中低容量产品所占据的市场优势，Lattice首先从各类消费电子产品出发，而今Lattice已将触角渐渐延伸到了汽车、工业和医疗领域。随着这些领域对FPGA的需求，作为为数不多的毛利较高（毛利率60%）的独立FPGA厂商，Lattice也或许会从这种市场定位中获得更大的成长空间。
Lattice mVisionTM 2.0迈向汽车、工业和医疗
莱迪思亚太区资深市场开发经理林国松介绍道，Embedded Vision解决方案2.0最主要提供了三个方面的更新：第一个提供了全新强化的图像信号处理器（ISP）；其次拓展了莱迪思 Embedded Vision针对汽车、工业和医疗领域的支持。第三，mVisionTM 2.0解决方案开始支持莱迪思自己研发的Propel软件开发的CPU处理器，这样在这个解决方案中可以更多使用基于C代码的开发，可以简化开发复杂度和降低出错可能性。
从以消费类电子为主的Embedded Vision 1.0到汽车、工业和医疗领域，其最大的不同之处是什么呢？“应该说工业汽车和医疗，他们对嵌入式视觉方案的要求不太一样。消费级相对来说对帧率准确度并不是说一点都不能差，丢一两个象素，只要视觉上感觉不到，就不会产生影响。但是对于工业或者是汽车来说多数是不接受的，它是会有需要每一帧都能够记录下来，也不能丢帧。医疗是需要低功耗小尺寸，这个都是对我们来说莱迪思本身是低功耗小尺寸上面有这样的优势，我们同时在上面增加视觉处理，在医疗方面领域我们是有能力能够切得进去。”林国松解释道。
Embedded Vision应用场景非常多，基本上只要有摄像头的地方，就会和Embedded Vision有关。据Allied Market Research数据显示：“2019年全球机器视觉系统市场规模为297亿美元，到2027年预计将达到749亿美元；2020年到2027年的复合年增长率约为11.3％。”莱迪思 Embedded Vision方案能够在视觉处理应用方面提供很好的支持。
关于新的Embedded Vision解决方案2.0，林国松做了详细的介绍。首先在硬件平台上，如下图所示，除了CrossLink桥接开发板，CrossLink-NX桥接开发板，DP的输入板等这些接口板之外，在这次公布方案里面Lattice着重增加了三款传感器的支持，支持的图像传感器包括Sony IMX464和IMX568以及安森美半导体的AR0344CS。这几款传感器都是应用较为广泛且流行的传感器。
而具体到IP核，Lattice可提供包括显示处理、图像信号处理、桥接和聚合，互连在内的四大类IP核。客户可以直接引用这些模块，减少从零开发的流程投入。这些所有可用的IP模块都支持CrossLink-NX。
据林国松介绍道，在Embedded Vision2.0里还引入了由莱迪思自己开发的CPU软核IP，包括相对应C代码开发，这个工具最大特点是开发是基于拖拽型，并非是输入代码型，拖拽型特点是比较直观，同时连线出错可能性会很低，这些拖拽完成以后形成相对应IP核，在这个IP核基础上可以进行C代码开发，降低原本对FPGA的代码所需要的资源，更多可以用C代码进行开发来控制相对应IP，开发难度会大大下降。
此次，Lattice也公布了多个新的参考设计，例如桥接、聚合和图像处理，包括MIPI的转换、duplicator、Sub-LVDS的转换，还有多合一。目前Lattice现在最多可以做到六合一，六个线路融成一路信号送给MIPI。除此之外，Lattice还可以提供定制服务，具体的合作客户有美国Softnautlcs、LogicFruit、Bitec、TATA、Helion等等。
所以，总体来看，Embedded Vision 2.0方案里最主要是有提供完整的视觉处理方案，同时在莱迪思低功耗芯片上面能够得到体现。
据WatchGuard首席技术官Corey Nachreiner说：“尽管安全方面没有所谓的“新常态”，但可以确定的是，企业在2021年及以后，加强对终端和网络的保护将是当务之急。同时，建立分层的信息安全制度也很重要，还要提供相应服务应对隐蔽式攻击和加密攻击以及复杂的
莱迪思研发Sentry方案就是为了能够保护固件不受到攻击，同时保护固件或者说是能够让固件回归正常的工作状态。2020年Lattice推出了1.0版本，这次推出Sentry 2.0。新版本的Lattice Sentry为开发人员提供高效安全的方式来快速实现强化的系统和加密应用，满足目前和未来服务器平台迅速增长的安全性要求。该方案支持的固件安全特性可用于通信、计算、工业、汽车和智能消费电子市场。
Sentry 2.0是基于莱迪思新公布的一款新产品Mach-NX，同时提供的IP核包括QSPI的Monitor、QSPI的Streamer、I2C的Monitor以及PLD的接口等已经经过验证的IP核，在此基础上面开发所需要用的软件包括FPGA的和Propel软件。在此基础上有硬件、IP和软件，在此基础上提供参考设计的包括PFR demo code等，也包括指令仿真器。这些参考设计主要实现一些检测攻击，恢复被损害的固件，保护系统不受非法命令的访问，以及可以记录有多少非法错误或者说非法攻击。
林国松介绍到，Lattice的Sentry方案是运行在Lattice自己研发的保护芯片上，这块芯片最主要的功能是保护主板或者整个系统里面固件系统。Sentry 2.0的主要特性包括：
（1）
更高的安全性。Sentry解决方案集合支持Mach™-NX安全控制FPGA和安全的Enclave IP模块，能实现 384位加密（ECC-256/384和HMAC-SHA-384），更好地让受到Sentry保护的固件防止未经授权的访问。许多下一代服务器平台都要求支持384位加密。
（2）启动前身份验证速度提高4倍。Sentry 2.0支持更快的ECDSA（40毫秒）、SHA（高达70 Mbps）和QSPI性能（64 MHz）。这些特性让Sentry 2.0可以提供更快的启动时间，最大程度减少系统停机时间，并降低启动过程中遭受固件攻击的风险。
（3）实时监控多达五个固件镜像。为进一步扩展基于莱迪思Sentry、符合PFR标准的硬件可信根的功能，该方案能够在启动和运行过程中实时监控系统中多达五个主板部件。相比之下，基于MCU的安全解决方案缺乏足够的处理性能，无法实时准确地监控如此多的组件。
软件方面也有很大的更新，可以支持拖拽，这样在构建整个系统的时候可以简化，尤其是通过莱迪思自己研发的以RISC-V命名架构的CPU的核，在相对应的线上可以挂载所需要的功能IP模块，通过可视化连线之后可以构建出这样一个系统，系统有了以后再通过C代码编辑器在上面可编辑可执行的C代码，这样可以简化开发的一些流程以及开发所需要投入的精力。所有这些Lattice都附带参考原码，以及对PFR配置参考手册。这样最大一个好处就是对FPGA设计方面专业背景需求大大降低，即使没有专业背景也可以针对这些方案开发可以进行操作，因为是用C代码形式实现的。
值得一提的是，新版本的Embedded Vision跟Sentry都支持了RISC-V，关于这个问题，林国松表示，RISC-V很大一个驱动因素是我们得到的市场反馈和接受度越来越好，而且相对来说RISC-V作为一个能够提供开源支持的方案，多数的用户是愿意接受的。莱迪思现在支持RISC-V主要是考虑到一个是开源、客户接受度。同时我们未来会在其他器件上逐步提供RISC-V软核支持。
在低功耗、小尺寸优势上稳扎稳打可以说是Lattice这些年致胜的一大法宝。作为一项技术，FPGA多年来发展迅速，能够在灵活性，处理速度和功耗方面满足当今许多设计要求，从而使其在从智能接口到机器视觉和AI的广泛应用中非常有用。
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