先进控制FPGA加速推进AI基础设施跃迁
控制与安全，是莱迪思(lattice)machxo系列fpga最鲜明的“标签”。从侧重于控制功能的machxo/machxo2/machxo3，到行业第一颗安全控制fpga芯片machxo3d和具备“高端加密功能”的安全控制fpga mach-nx，再到“增强型安全控制fpga”machxo5-nx，均是如此。
最新推出的machxo5t-nx fpga同样延续了这样的特质。凭借行业领先的低功耗和可靠性，通过硬核pcie接口、更多的逻辑和存储器资源、支持稳定的3.3v i/o以及同类fpga竞品尚不支持的差异化安全功能，成功的将控制fpga优势拓展到下一代通信、计算和工业应用的控制功能领域。
性能参数全面增强
与machxo5-nx相比，machxo5t-nx fpga的特色卖点之一是支持pcie gen 2硬核模块，可连接主机处理器和控制fpga。同时，machxo5t-nx还专门针对安全和控制管理进行了更进一步的优化，machxo5t-nx-55t/100t两款产品分别拥有53k/96k逻辑单元密度和146/156个18 x 18乘法器，可提供更强大的计算和控制功能。结合7.2mb嵌入式存储器和高达57mb的专用用户闪存，最大限度地减少了对外部存储器的需求，从而减小设计电路板面积。
与同类fpga竞品相比，machxo5t-nx提供高达3.4倍的嵌入式存储器，高达100倍的专用用户闪存，逻辑密度与控制接口带宽均提高了4倍，可轻松应对设计复杂化的趋势。同时，集成闪存支持单芯片解决方案，“避免将一些管脚的数据流暴露在外，安全性得到提高”，也支持瞬时启动操作和可靠的现场更新，以及多个配置映像。
machxo5t-nx同样基于莱迪思nexus平台构建，软错误率降低100倍，在提高安全关键型应用的系统可靠性同时，简化了散热管理并降低了系统总体运营成本。
当今的cpu之所以强大，是因为它们使用了最先进的制程工艺，i/o接口电压基本为1v、1.2v甚至更低。但是，出于成本和性能的考虑，主板上其他组件，比如传感器、风扇控制、led的制程工艺却相对落后，主要使用3.3v i/o接口，这容易导致cpu和其他组件之间出现脱节，无法适配，需要fpga来进行不同电压间的转换和应用其他控制功能。
而machxo5t-nx fpga可以应对这一挑战。该器件拥有多达291个通用i/o，支持提前i/o配置并提供1.25 gbps sgmii、默认下拉、热插拔和可编程压摆率等功能，可将cmos、风扇控制、传感器和开关等其他组件桥接到当今的cpu，从而简化开发板设计。
随着安全威胁的不断增加，安全性在任何系统设计中都越来越重要。machxo5t-nx支持aes256位流加密和ecc256身份认证，保护系统设计的完整性。安全引擎也可在运行时使用，保护系统和fpga之间的数据交换。相比之下，同类fpga竞品目前还不能提供运行安全(run-time security)功能。
实现更高速、更安全的控制
之所以要在控制fpga中添加pcie连接功能，是为了满足客户希望在下一代计算、工业和通信应用中扩展和实现更高速的控制功能需求，下图展示了这一应用。得益于machxo5t-nx，fpga和系统带pcie接口的cpu/soc之间的控制接口带宽被提高到了最高5gbps的聚合控制信号，并将其他外围设备的实时监控和管理功能从功耗更大的cpu/soc分担到machxo5t-nx fpga上，从而提高了系统的整体效率、兼容性和性能。
为了更加轻松快速实现设计，莱迪思machxo5t-nx开发板采用了400-ball cabga封装的lfmxo5-100t器件。该器件提供各种功能和可编程特性，通过多重引导和pci express增强安全控制pld的功能，其加密引擎支持用户模式安全功能。除了加密引擎外，还包括许多系统功能，例如四个pll和3744 kbit嵌入式ram以及硬核i2c和spi。lfmxo5-100t fpga还包括一个硬核pcie链路层ip模块，支持pcie gen1，gen2 1或2x1配置，其灵活的高性能i/o支持多种单端和差分标准，包括lpddr4控制器和slvs。
除此之外，如前文所述，由于当前数据中心、通信、工业控制领域中的系统控制架构正变得越来越复杂，控制单板上的芯片越来越多，业界迫切需要芯片商对系统的设计和集成做进一步的简化，这也给了machxo5-nx系列施展才华的舞台，开放计算项目(ocp)硬件管理项目的子项目“dc-scm”(datacenter-ready secure control module)便是代表性案例。
dc-scm提供了将常见的服务器管理、安全和控制功能从主板转移到标准尺寸模块(cfm)的指南，定义了与cpu板互操作的输入/输出端口。dc-scm服务器在hpm(主机处理器模块)板上只有基本的中央计算元件(cpu)、高速存储器和i/o连接器，其他所有组件均在模块化dc-scm(安全、控制、管理)板上。
这种设计带来的好处是多样的，例如dc-scm能轻松实现cpu/存储器的设计和部署，因为管理、安全和控制功能都独立于cpu/存储器板的开发； dc-scm使用开源模块化方法，采用高速互连(pcie)等通用接口，轻松实现互操作性；安全控制模块的功能相对独立，使得系统管理和安全性能不断发展且独立于cpu的更新换代。
莱迪思非常重视dc-scm，拥有一系列支持dc-scm、可信根和用户电源控制逻辑的fpga产品，以及经过充分验证的dc-scm参考设计，可供更广泛的dc-scm客户和电路板设计人员使用，帮助他们轻松实现dc-scm。同时，莱迪思紧密集成的解决方案可以为电路板设计人员提供统一的单个fpga解决方案，而无需针对ltpi、安全和控制提出不同的解决方案组合，提高了性能，降低了功耗，且在电路板上占用很小的空间。
结语
近年来，生成式人工智能工具的兴起极大推动了ai的进一步发展，但这也需要系统基础设施跟上步伐，因为系统控制复杂性与日俱增，对存储容量、系统控制接口速度和带宽要求也不断增长，还需要使用安全可靠的器件简化系统设计与集成。
凭借更高的逻辑密度、更快的接口、更大的内部存储和先进的互连，machxo5t-nx系列将莱迪思在控制fpga领域长期以来的优势扩展到了企业网络、机器视觉和工业物联网等领域更广泛的控制功能设计和应用中，铸就了安全控制fpga的新里程碑。
一汽丰田的首款纯电SUV
中兴被制裁，国产操作系统还能怎么做？
宽带耦合器的结构及工作原理
直线电机激光打标机打标的听诊器
InChat系统开发概述和源码开发
先进控制FPGA加速推进AI基础设施跃迁
年销6.67万台 中国工业机器人份额超全球1/4
补贴退出 电池巨头的考验才正式开始
RFID在设备管理上发挥出作用
雷军最火爆之作，999起+4800万+4000mAh+256G，红米K20都得认输
独石电容与cbb电容区别
物联网设备之间直接通信的新组件
STC8H8K64U单片机存储器总结
高通5G调制解调器手机让大家率先体验5G网络
为什么LED行业要测试基波功率因数，如何测试？
5G融合应用发展面临的挑战和思考
小程序也来“抢”商业闭环？
UnitedSiC SiC FET用户指南
基于一种抑制传导型电磁干扰的滤波器电路设计
BOE正式发布了交互式电子白板创新产品及解决方案
最新推出的machxo5t-nx fpga同样延续了这样的特质。凭借行业领先的低功耗和可靠性，通过硬核pcie接口、更多的逻辑和存储器资源、支持稳定的3.3v i/o以及同类fpga竞品尚不支持的差异化安全功能，成功的将控制fpga优势拓展到下一代通信、计算和工业应用的控制功能领域。
性能参数全面增强
与machxo5-nx相比，machxo5t-nx fpga的特色卖点之一是支持pcie gen 2硬核模块，可连接主机处理器和控制fpga。同时，machxo5t-nx还专门针对安全和控制管理进行了更进一步的优化，machxo5t-nx-55t/100t两款产品分别拥有53k/96k逻辑单元密度和146/156个18 x 18乘法器，可提供更强大的计算和控制功能。结合7.2mb嵌入式存储器和高达57mb的专用用户闪存，最大限度地减少了对外部存储器的需求，从而减小设计电路板面积。
与同类fpga竞品相比，machxo5t-nx提供高达3.4倍的嵌入式存储器，高达100倍的专用用户闪存，逻辑密度与控制接口带宽均提高了4倍，可轻松应对设计复杂化的趋势。同时，集成闪存支持单芯片解决方案，“避免将一些管脚的数据流暴露在外，安全性得到提高”，也支持瞬时启动操作和可靠的现场更新，以及多个配置映像。
machxo5t-nx同样基于莱迪思nexus平台构建，软错误率降低100倍，在提高安全关键型应用的系统可靠性同时，简化了散热管理并降低了系统总体运营成本。
当今的cpu之所以强大，是因为它们使用了最先进的制程工艺，i/o接口电压基本为1v、1.2v甚至更低。但是，出于成本和性能的考虑，主板上其他组件，比如传感器、风扇控制、led的制程工艺却相对落后，主要使用3.3v i/o接口，这容易导致cpu和其他组件之间出现脱节，无法适配，需要fpga来进行不同电压间的转换和应用其他控制功能。
而machxo5t-nx fpga可以应对这一挑战。该器件拥有多达291个通用i/o，支持提前i/o配置并提供1.25 gbps sgmii、默认下拉、热插拔和可编程压摆率等功能，可将cmos、风扇控制、传感器和开关等其他组件桥接到当今的cpu，从而简化开发板设计。
随着安全威胁的不断增加，安全性在任何系统设计中都越来越重要。machxo5t-nx支持aes256位流加密和ecc256身份认证，保护系统设计的完整性。安全引擎也可在运行时使用，保护系统和fpga之间的数据交换。相比之下，同类fpga竞品目前还不能提供运行安全(run-time security)功能。
实现更高速、更安全的控制
之所以要在控制fpga中添加pcie连接功能，是为了满足客户希望在下一代计算、工业和通信应用中扩展和实现更高速的控制功能需求，下图展示了这一应用。得益于machxo5t-nx，fpga和系统带pcie接口的cpu/soc之间的控制接口带宽被提高到了最高5gbps的聚合控制信号，并将其他外围设备的实时监控和管理功能从功耗更大的cpu/soc分担到machxo5t-nx fpga上，从而提高了系统的整体效率、兼容性和性能。
为了更加轻松快速实现设计，莱迪思machxo5t-nx开发板采用了400-ball cabga封装的lfmxo5-100t器件。该器件提供各种功能和可编程特性，通过多重引导和pci express增强安全控制pld的功能，其加密引擎支持用户模式安全功能。除了加密引擎外，还包括许多系统功能，例如四个pll和3744 kbit嵌入式ram以及硬核i2c和spi。lfmxo5-100t fpga还包括一个硬核pcie链路层ip模块，支持pcie gen1，gen2 1或2x1配置，其灵活的高性能i/o支持多种单端和差分标准，包括lpddr4控制器和slvs。
除此之外，如前文所述，由于当前数据中心、通信、工业控制领域中的系统控制架构正变得越来越复杂，控制单板上的芯片越来越多，业界迫切需要芯片商对系统的设计和集成做进一步的简化，这也给了machxo5-nx系列施展才华的舞台，开放计算项目(ocp)硬件管理项目的子项目“dc-scm”(datacenter-ready secure control module)便是代表性案例。
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结语
近年来，生成式人工智能工具的兴起极大推动了ai的进一步发展，但这也需要系统基础设施跟上步伐，因为系统控制复杂性与日俱增，对存储容量、系统控制接口速度和带宽要求也不断增长，还需要使用安全可靠的器件简化系统设计与集成。
凭借更高的逻辑密度、更快的接口、更大的内部存储和先进的互连，machxo5t-nx系列将莱迪思在控制fpga领域长期以来的优势扩展到了企业网络、机器视觉和工业物联网等领域更广泛的控制功能设计和应用中，铸就了安全控制fpga的新里程碑。
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