导言
网络边际已敏捷成为 AI 处理未来开展至关重要的一部分。跟着 5G 连接数十亿设备，互连将无处不在。商场对运用人工智能和机器学习（AI/ML）的爱好不断增加，关于在网络边际运转、具有 AI/ML 处理功用的低功耗高科技设备的需求也十分巨大。在网络边际进行高档处理能够极大下降终端和终端用户的推迟，更好地维护用户隐私。此外，网络边际智能设备能对发送到云端的数据进行挑选，然后下降网络本钱和带宽要求。
这些网络边际智能设备大多运用图画传感器来完结各类嵌入式视觉运用，包含目标计数和存在检测等根据 AI/ML 的运用。但是，在网络边际支撑嵌入式视觉运用，要求设备具有某些规划和功用上的特征：如低功耗、高功用、高可靠性和小尺度。针对这类运用，莱迪思推出了全新 Crosslink-NX™系列 FPGA。新的芯片旨在满意视频处理的最新趋势：如混用多个传感器和显示屏、视频分辨率更高、运用多个接口以及网络边际 AI 处理等。
图 1： CrosslinkPlus 与 Crosslink-NX™ 比照
Crosslink 遇见 Nexus
为协助开发人员支撑全新及现有的嵌入式视觉体系，莱迪思推出了 CrosslinkPlus™ 这款专业化、小尺度、低功耗 FPGA 产品系列。
CrosslinkPlus 的可编程逻辑能满意处理需求，还支撑各类接口标准，是网络边际运用中视频信号聚合和图画协处理的绝佳挑选。CrosslinkPlus FPGA 选用 40 nm bulk CMOS 工艺制作。
针对需求更高功用的嵌入式视觉体系，莱迪思发布了 Crosslink-NX™ 系列 FPGA。这是根据莱迪思全新 FPGA 技能渠道 Lattice Nexus™ 的首款 FPGA，也是业界首款选用 28 nm 全耗尽型绝缘层上硅（FD-SOI）工艺的干流低功耗 FPGA 渠道。得益于 28nm FD-SOI 工艺以及针对低功耗和小型封装进行了优
化的全新 FPGA 架构，Crosslink-NX™ 极大扩展了 Crosslink FPGA 系列的功用。Crosslink-NX™ 供给更低的功耗、
更小的封装、更高的功用和可靠性以及易于运用的新东西，为开发人员供给了视频和传感器处理的立异挑选，其体现明显优于同类竞品 FPGA。
图2：嵌入视觉的开展趋势（材料来历：莱迪思）
Crosslink-NX™ 的运用商场：轿车、移动设备、工业等
Crosslink-NX™ 系列产品十分灵敏，能够满意视频切换和图画处理范畴多个细分商场的需求。
这些范畴的运用大多需求支撑在多个显示屏、摄像头和传感器（图画传感器等）之间桥接和/或聚合数据流。此外，这些组件可用于即时视频处理和 AI/ML 推理。由于 FPGA 具有较高的能效，因而它们能够用于电池供电的移动设备中，而且能够供给满足的功用，在核算和工业操控运用中大放异彩。
在视频监控和安防运用中，Crosslink-NX™ 能够完结 AI 推理，然后对传感器数据进行预处理，这类运用包含人脸辨认和存在检测。此外，它还能够用于传感器聚合和桥接。
此款芯片可用作嵌入式视觉协处理器，兼并多达 14 个传感器。它还能够用于视频缩放、旋转和颜色空间转化。规划人员能够运用该芯片将一个传感器数据流发送到多个方位，这在轿车运用中十分有用，由于摄像头常常需求向多个处理单元供给数据。
在本白皮书的以下各节中，咱们将比较 Crosslink-NX™ 和逻辑单元密度及 I/O 支撑附近的FPGA。以下是莱迪思供给的功用和功耗比较测验。
图3 ：Crosslink-NX™ 框图 （材料来历：莱迪思）
FD-SOI 工艺完结立异的功耗形式和更高的安稳性
莱迪思选用 FD-SOI 工艺，为开发人员办理功耗供给了一种立异的思路。该工艺能够完结在裸片的反面施加电压（负偏压），然后改动阈值电压。该芯片因而能够供给两种作业形式——低功耗形式和高功用形式。经过功耗优化，较高频率下的作业功率能够在 200mW 左右，而静态漏电功耗仅为十几毫瓦。与其他同类竞品比较，Crosslink-NX™ FPGA 的功耗下降多达 75％。
FD-SOI 工艺还带来了另一个优势，即软过错（高能粒子碰击 FPGA 中的晶体管并损坏功用的现象）大大削减。运用 FD-SOI 工艺可明显减小芯片上简单遭到软过错影响的物理区域。为保证根据 SRAM 的 LUT安稳运转，还运用了存储块过错校对代码进行软件过错查看。总而言之，根据 FD-SOI 工艺的 Crosslink-NX™ 的软过错率（SER）比 bulk CMOS 工艺制作的同类竞品 FPGA 解决方案下降 100 多倍。
Crosslink 产品系列参数
Crosslink-NX™ 尺度更小
移动运用往往有十分严厉的空间约束。莱迪思将推出该系列的两款产品，别离支撑不同等级的逻辑巨细（17K 或 40K 逻辑单元）。Crosslink-NX™ 系列的一大优势是它占有的空间极小，最小尺度仅为 3.7 mm x 4.1 mm（17K 逻辑单元器材）。Crosslink-NX™ 系列的器材引脚兼容，因而相同的电路板规划可用于不同的运用，还能够对运用这些器材的规划的未来版别进行功用晋级。
瞬时发动
Crosslink-NX™ FPGA 运用 quad-SPI 闪存存储装备文件。能够在 3 毫秒内首要装备 I/O 引脚，然后在 14 毫秒内即可完结逻辑装备。这些特性完结了瞬时发动，下降了在许多运用中或许呈现的运转问题。
Crosslink-NX™ 供给易用的体会
Crosslink-NX™ FPGA 具有很多不断更新的软件支撑，包含莱迪思 Radiant 规划东西（最近
的更新包含了片上调试、信号完整性剖析和工程改变单编辑器等功用）和用于嵌入式视觉运用的各类 IP 核（MIPI D-PHY、格局转化、PCIe、SGMII 和 OpenLDI）。莱迪思还供给针对常见运用（例如摄像头聚合）的开发板和参阅规划，未来将发布更多开发板和参阅规划。
定论
莱迪思经过 Crosslink-NX™ FPGA 系列产品，将可编程性与高功用处理及高速 I/O 互连相结合。这些器材将以高度的灵敏性、低功耗、可编程性、小尺度和高速视频接口，为开发人员供给完结嵌入式智能视觉运用的多种挑选。该系列仅仅是根据莱迪思 Nexus FPGA 技能渠道的首款产品，未来的新产品值得等待！
