小封装FPGA在工业领域的大作为

2025-08-21 来源：EEWORLD

作为莱迪思半导体(Lattice Semiconductor)在亚太地区举办的重要技术交流活动，莱迪思亚太技术峰会(Lattice APAC Tech Summit)一直是公司展示低功耗FPGA技术、推动行业合作与创新的绝佳舞台。

在今年的东京技术峰会上，包括三菱电机、德赛、Furukawa AS、Glory LTD、LIPS和恩智浦等在内的150余家客户和合作伙伴齐聚一堂，围绕莱迪思低功耗FPGA技术，展示了一系列出色的参考设计与解决方案，持续助推FPGA技术的创新落地。

工业连接解决方案

该演示构建于一块针对以太网通信优化的灵活评估板之上，主要聚焦于基于FPGA实现的PROFINET IO设备功能展示。如图所示，此评估板配备三个端口，能够支持当前工业通信中常用的100Mbps和1Gbps标准数据速率，其核心所采用的FPGA器件为CertusPro-NX, LFCPNX-100-9LFG672I(fcBGA封装)。

实际应用中，该方案支持实时PLC与分布式I/O通信、以及IEEE 802.3以太网标准，前者对于工业自动化的高效运行至关重要，后者则能够适配多种工业通信协议。对于标准基于IP通信中的非时间关键型数据，可通过TCP/IP和UDP/IP进行传输；而特定的以太网Layer 2协议则被用于保障工业实时通信的可靠性。此外，该演示还拥有基于Lattice RISC-V的系统参考设计构建的PROFINET解决方案。

该硬件设置不仅能用于演示PROFINET IO通信标准，还非常适合快速评估、快速原型制作，甚至可直接作为紧凑型工业控制系统使用，尤其适用于中小型工业控制系统，且易于复制和部署。

CrossLinkU-NX USB3 Vision参考设计

这是一款CrossLinkU-NX USB3 Vision(U3V)参考设计，核心目的是为工业领域中相机与主机间的视频传输提供一套可靠且高效的解决方案。

该设计采用RISC-V处理器子系统，配备Zephyr RTOS USB Stack，集成了具备硬化 USB 2.0和USB 3.2 Gen 1 PHY的USB功能。相机传感器可通过USB 3.0向主机PC传输视频流，并符合工业应用的USB3 Vision Standard V1.2标准。

性能上，该参考设计支持USB 3 SuperSpeed功能、 1080p/30 FPS帧率视频流传输，兼容RAW8/RAW10/YCbCr422等视频格式，且相机的控制和设置遵循GenICam标准。用户可通过Raspberry Pi连接器实现与相机传感器MIPI CSI2接口的连接，并在CrossLinkU-NX评估板上搭建USB3 Vision系统。

GigEVision IP Subsystem

Tecphos公司推出的GigEVision IP Subsystem，不但适用于Lattice CertusPro-NX、Certus-NX、Crosslink-NX等器件，Avant型号也即将获得支持。该子系统符合 GigEVision 2.1标准，并完全支持GenICam，在速率方面提供1Gig/2.5Gig/5Gig选项，10GigEVision也将在不久后推出。

在技术实现与组件上，它采用RISC-V裸机处理器，配备Mongoose-based以太网IP 软件栈，还包含Lattice Propel Builder这一基于构件的IP组件。得益于此，该子系统拥有可扩展的寄存器架构以实现自定义控制，逻辑占用空间小，无需外部存储器即可进行低开销流传输，并且支持所有像素格式和传感器分辨率。

LIPSense™ Touchless UI Camera Kit

LIPS公司推出的LIPSense™ Touchless UI Camera Kit，是一款专为全息投影打造的创新交互式解决方案。它借助先进的图像识别技术，能够精确检测和追踪手的手势，让用户无需进行物理接触，就能操作数字界面，还可将手部追踪转换为空中的标准鼠标或触摸事件。

该产品通过优化算法实现了实时响应，能即时识别并反馈手势；具备高精度，可捕捉细微手势，减少误判和错误操作；用户无需预先训练，凭借直觉即可操作，同时其提供的引导式UI便于进行校准和系统设置，还支持3D动作自定义以扩展交互体验。

当与LIPSense™ Touchless ST110F及LIPSedge® T225集成后，该方案就具备了神经网络推理功能，拥有低延迟和即时分析能力，检测范围可达0.3至7米，且具备80K Lux的抗阳光性，能在从黑暗到日光的各种光照条件下正常工作。此外，它还能识别虚拟显示器下的触摸区域、上方的点移动区域，以及手指的拖拽、滑动、点击等动作。