針對低密度PLD設計人員對單個器件低成本、低功耗和高系統集成的需求，萊迪思半導體(Lattice)日前推出新的MachXO2 PLD系列。與MachXO PLD系列相比，MachXO2系列提供了3倍的邏輯密度、10倍的嵌入式存儲器，并減少了高達30%的成本，其靜態功耗降低了100倍以上，待機功耗可以低至19uW。成本優化的架構使得該系列產品的價格最低可以到0.75美元。此外，低密度可編程器件應用中的一些常用功能，如用戶閃存、I2C、SPI和定時器/計數器已固化在MachXO2器件中，能夠節省多達600個查找表(LUT)。該產品的推出使得FPGA在成本敏感、低功耗的消費類市場同樣大有可為。

　　不同的應用對于FPGA的性能和密度需求不同。超高密度FPGA支持大容量應用，對于那些要求高性能和密度的場合，如ASIC仿真、100G光網絡路由器而言是最好的選擇，但高性能和高密度也意味著更大的研發投入和技術支持。中端產品追求功耗、性能和成本的平衡，適用于無線接口、安防和監控等應用。低密度FPGA則更看重成本和使用的便捷性，“用戶可以在數周之內拿到FPGA產品，它更適合手持應用、LCD顯示器以及控制和粘合邏輯。”萊迪思半導體副總裁兼高密度解決方案總經理Sean Riley指出。

　　從FPGA的速度/成本/功耗曲線圖(如圖所示)來看，FPGA的性能和密度與成本及功耗成正比。目前許多廠商對高密度產品采用瀑布型策略，首先采用高端架構開發，然后通過降低成本和功耗，將其“瘦身”下來成為中低端產品。與競爭對手的策略不同，萊迪思半導體主攻的是中端和低密度FPGA市場。Sean Riley解釋說，“我們采用的是從下而上的架構，從設計一開始就針對降低成本和功耗采用優化的架構，產品系列的推出也跟隨這一思路。”與瀑布型策略相比，這種優化的架構無疑能實現更好的成本和功耗。

　　圖：FPGA的性能和密度與成本及功耗成正比。

　　Sean Riley強調，“對于功耗而言，制造工藝并不是非常重要的因素，關鍵取決于架構設計。因此通過采用新的工藝降低功耗的效果不會太大。”萊迪思針對低功耗目標而設計Lattice ECP3系列采用的是低功耗65nm工藝，該系列產品的架構針對在最低功耗下實現最佳的功能而優化。同是100K查找表時，采用40nm的中密度等FPGA產品功耗較之高出174%，而采用45nm的中密度FPGA功耗高出了98%，采用60nm的競爭產品也比ECP3高出了42%的功耗。同時他也表示，采用下一個工藝必須能夠達到成本和功耗的高效益，Lattice未來有可能考慮采用20nm工藝，但不會考慮40nm工藝。

　　萊迪思的低密度FPGA建立在非易失性閃存技術基礎之上。通過將閃存集成進芯片內部，與采用外部閃存的方案相比，這種單芯片方案不僅具有節省成本和芯片面積的優勢，還能夠帶來瞬間上電的好處，使芯片能夠及時上電運行復位、電源管理等功能。在安全性方面也有更好的保證。

　　MachXO2系列提供了三種靈活選擇。MachXO2 ZE器件擁有256到7K查找表，工作電源電壓標稱值為1.2V，支持高達60MHz的系統性能。可提供低至19uW的功耗，專為成本敏感、低功耗的消費類應用設計而優化，如智能電話、GPS和PDA等。MachXO2 HC器件擁有256到7K查找表，工作電源電壓標稱值為3.3V或2.5V，并支持高達150MHz的系統性能。提供多達335個用戶I/O和強大的設計解決方案(瞬時上電、非易失性、輸入遲滯和單芯片)，是電信基礎設施、計算、工業和醫療設備的理想選擇。MachXO2 HE器件擁有2K到7K查找表，工作電源電壓標稱值為1.2V，并支持高達150MHz的系統性能，適用于功耗敏感的系統應用。

　　萊迪思半導體在中低密度FPGA市場中占有相當大的市場份額，通信、計算、消費電子和工業終端是該公司主要專注的市場。Sean Riley介紹說，“我們的出貨量已達到1億片/年，總共為客戶提供了超過10億片的產品。”在08年和09年眾多FPGA廠商的市場營收出現下滑的情況下，Lattice的營收仍然保持了10%的增長。“從2008年至今年2季度，Lattice在低密度FPGA產品上的市場份額穩步增長，從30%增加到了36%。”

　　MachXO2 PLD系列的推出將進一步擴展低密度FPGA的市場機會。對于ASIC、ASSP和分立器件市場，MachXO2具有降低成本和功耗的優勢;對于低端FPGA市場，MachXO2相對前一代產品MachXO能夠提升密度和功能性;而對于CPLD市場，MachXO則比競爭產品擁有更完善的功能。“由于電子產品在開發時間和量產上的壓力越來越大，許多項目開始選擇FPGA，例如從ASSP轉向FPGA或是從分立系統轉向FPGA，我相信Lattice未來將能爭取到更多的市場。”Sean Riley解釋道，“像消費電子產品就更新得非常快，MachXO2有望在該領域有所斬獲。”

　　中國市場也給萊迪思帶來了巨大的機會，涉及的領域包括無線、寬帶接入、視頻顯示、安防和監控以及工業控制。從2006年至今，萊迪思在中國市場的年復合增長率已經超過了35%。針對中國3G無線部署，該公司還推出首款低成本、支持SERDES的FPGA產品，幫助3G無線基礎設施解決方案降低成本和功耗。