- 향상된 메모리와 DSP를 통합한 세계 최소형 FPGA. 시스템 성능 향상, 시스템 비용 절감, 전력 소모 감소, 제품 출시 시간 단축, ‘always-on’ 분산 처리 가능
- 유연한 I/O로 보드 레벨 설계 간소화, 시스템 비용 절감, 제품 출시 시간 단축
- 최대 1 Mb의 임베디드 메모리를 제공하므로 스마트 IoT 에지 메모리로 사용해서 센서 데이터 버퍼링 가능

주문형 스마트 커넥티비티 솔루션 전문 기업인 래티스 반도체는 새로운 iCE40 UltraPlus™ FPGA 시리즈를 출시한다고 밝혔다. iCE40 UltraPlus 제품은 업계에서 에너지 효율이 가장 뛰어난 프로그래머블 모바일 이종 컴퓨팅(mobile heterogeneous computing, MHC) 솔루션 중 하나이다.

iCE40 Ultra 제품군에 새롭게 추가된 이번 신제품은 이전 세대 제품과 비교해서 8배의 메모리(1.1Mb RAM), 2배의 DSP(총 8개), 향상된 I/O를 제공한다. 다양한 크기의 패키지로 제공되는 iCE40 UltraPlus 제품은 프로그래머블한 특성 덕분에 스마트폰, 웨어러블, 드론, 360도 카메라, HMI(human-machine interface), 산업 자동화, 보안 및 감시 제품을 비롯한 다양한 애플리케이션에 이상적이다.

iCE40 UltraPlus 제품은 전자기기에 대한 새로운 상호작용 방식 구현을 위한 음성 인식, 동작 인식, 이미지 인식, 햅틱, 그래픽 가속, 신호 애그리게이션, I³C 브리징 등의 다양한 용도에 사용할 수 있다. 또한 스마트폰은 물론 웨어러블, 홈 오디오 지원 장비 같은 IoT 에지 제품에 지능을 추가할 수 있으므로 ‘always-on’ 상태를 유지하다가 처리 명령이 전달되면 클라우드로 접속하지 않고도 로컬에서 즉각적으로 수신 및 처리가 가능하다.

MHC 패러다임은 배터리로 구동되는 기기에서 전력 소비가 큰 애플리케이션 프로세서(AP)의 부하를 줄이기 위해 다른 종류의 프로세서들을 사용하여 연산 알고리즘을 신속하고 분산적으로 처리하도록 하는 매우 에너지 효율적인 기법을 취한다. iCE40 UltraPlus는 더 많은 DSP를 제공하므로 고급 알고리즘을 빠르게 처리할 수 있으며, 더 많은 메모리를 제공하므로 데이터를 버퍼링하여 저전력 상태를 더 늘릴 수 있다. 유연한 I/O는 좀 더 분산적인 이종 처리 아키텍처를 가능하게 한다. 이러한 특성들의 조합을 통해 OEM 및 제조사들은 ‘always-on’ 센서 버퍼와 음향 빔 포밍 같은 핵심적인 혁신을 빠르게 구현할 수 있다.

모바일 제품을 전혀 터치하지 않고도 상호작용할 수 있다면 상당히 편리할 것이다. iCE40 UltraPlus 제품은 이러한 기능을 제공하는데 필요한 응답성을 구현할 수 있게 해준다. 이러한 애플리케이션 사례로는 다음과 같은 것들을 들 수 있다.

· 모바일 기기에서 1 mW 미만의 전력 소모로 ‘always-on’ 센서 버퍼 및 분산 처리
  - AP가 슬립 모드 상태에서 ‘always-on’ 센서 기능 제공
  - 동작 인식, 얼굴 인식, 오디오 강화, 오디오 빔 형성, 위상 검출, 더블 탭, shake-to-wake, 보행자 추측 항법(PDR) 등의 기능 구현 가능

· 웨어러블 및 가전의 프레임 버퍼 및 그래픽 가속
  - AP가 슬립 모드 상태에서 ‘always-on’ 디스플레이 제공
  - MCU와 디스플레이 간 인터페이스 브리지
  - 시스템 전력 소비 개선을 위한 멀티레이어 그래픽 가속

· 배터리 구동 방식 모바일 기기의 마이크로폰 어레이 빔 형성
  - 여러 대의 마이크를 사용해서 뛰어난 오디오 품질 달성, 배경 잡음 제거, 오디오 균등화

· 단일 PCB 트레이스로 GPIO, SPI, UART, I2C, I3C 신호 같은 다양한 신호를 애그리게이트(취합)할 수 있으므로 PCB 패턴 라우팅 혼잡을 없앨 수 있으며 시스템 비용 절감 및 설계 간소화

래티스 반도체의 모바일 및 컨슈머 사업부문 마케팅 선임 이사인 C.H. Chee는 “모바일 애플리케이션에서 분산 처리에 대한 요구가 높아지고 있는데, 래티스의 iCE40 UltraPlus는 바로 이러한 요구를 충족한다”며, “큰 성공을 거두고 있는 iCE40 Ultra™ 제품군에 새롭게 추가된 iCE40 UltraPlus FPGA는 FPGA 기능과 함께 향상된 DSP 연산 성능, 더 많은 I/O, 더 큰 메모리를 필요로 하는 시스템 디자이너들의 요구를 충족한다. 래티스 솔루션을 사용하면 설계 복잡성을 줄이고 시스템 전력 소비를 낮출 뿐 아니라 제품 출시기간을 앞당기고 미래의 모바일 기기의 응답성도 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

iCE40 UltraPlus의 주요 특징 

· 1.1Mb SRAM, 8개의 DSP 블록, 최대 5K의 LUT, ‘instant-on’ 애플리케이션을 위한 비휘발성 구성 메모리(NVCM) 통합

· 저해상 ‘always-on’ 카메라 애플리케이션을 위해 MIPI-I3C 지원

· 100 μW 미만의 대기 전력 소비

· 최소 2.15 mm×2.55 mm 크기부터 시작하는 다양한 패키지의 컴팩트한 폼팩터이므로 공간 제약적 컨슈머 기기에 적합

· 산업용 시장을 위한 QFN 패키지 제공

· 핵심 기능의 저-지연시간 가속화용으로 적합

현재 iCE40 UltraPlus 제품은 평가용 샘플과 보드가 제공되고 있다.