作者 / 王瑩

　　不久前，Lattice(萊迪思公司)在上海研發(fā)中心大樓舉辦新聞發(fā)布會(huì)，首席運(yùn)營(yíng)官Glen Hawk先生介紹了為時(shí)下熱門(mén)應(yīng)用——智能音箱、VR/AR裝置及AI等做的創(chuàng)新方案及規(guī)劃。

關(guān)注網(wǎng)絡(luò)邊緣的控制、互聯(lián)和計(jì)算

　　物聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)邊緣是Lattice的關(guān)注重點(diǎn)。該公司可編程產(chǎn)品的特點(diǎn)是中小型、低功耗、低成本。Lattice在過(guò)去30年里，主要業(yè)績(jī)是在控制領(lǐng)域，營(yíng)收每年穩(wěn)定在2億美元左右。大約從2006-2010年開(kāi)始，互聯(lián)、傳感上的應(yīng)用增多。2010年之后，Lattice陸續(xù)收購(gòu)了兩家公司——SiliconBlue和Silicon Image，以拓展連接和計(jì)算業(yè)務(wù)。這幾年，用Lattice產(chǎn)品做計(jì)算處理的案例漸漸涌現(xiàn)，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)/網(wǎng)絡(luò)邊緣需要微計(jì)算與處理的需求增加。

　　例如Lattice收購(gòu)SiliconBlue后，SiliconBlue的iCE40讓Lattice可以進(jìn)入到手機(jī)等移動(dòng)裝置，諸如三星的部分旗艦機(jī)和蘋(píng)果iPhone7上。iCE40也用于智能音箱及HTC的VR裝置——VIVE。ICE40在智能音箱上可以讓多個(gè)麥克風(fēng)/麥克風(fēng)陣列接到主芯片，以達(dá)到“原廠語(yǔ)音控制”，Amazon Dot、中國(guó)叮咚音箱一代和二代、小雅音箱等采用。Lattice還與TPCast(北京傳送科技公司)合作了無(wú)線VR連接裝置，采用了Lattice的全部三大類(lèi)產(chǎn)品(控制、互聯(lián)和計(jì)算)，其中FPGA是iCE和ECP3，無(wú)線是WiHD接收和發(fā)送模塊，影像處理采用了Sil9396。

組合創(chuàng)新開(kāi)辟新應(yīng)用

　　物聯(lián)網(wǎng)/網(wǎng)絡(luò)邊緣的創(chuàng)新，并不是有一款核心芯片就夠了，很多時(shí)候更是把多種不同的產(chǎn)品聚合在一起做組合創(chuàng)新。例如TPCast的無(wú)線VR裝置，其中的“無(wú)線毫米波”技術(shù)是Silicon Image被Lattice收購(gòu)之前，Silicon Image曾收購(gòu)的Sibeam公司的產(chǎn)品。其在毫米波方面花費(fèi)了近十年時(shí)間、2.5億美元的投資，才慢慢把“毫米波”技術(shù)及無(wú)線HDMI技術(shù)培養(yǎng)起來(lái)。

　　但無(wú)線VR不止要高速傳輸和低延遲，而且追蹤能力要非常強(qiáng)大。當(dāng)初Silicon Image/Sibeam團(tuán)隊(duì)并不認(rèn)為這些無(wú)線技術(shù)可在VR上實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闊o(wú)論是無(wú)線還是Sil9396影像處理芯片都有一些限制。Lattice上海FPGA團(tuán)隊(duì)通過(guò)深入客戶(hù)，分析無(wú)線模組、影像處理器等的短板，與客戶(hù)共同探討如何用FPGA去彌補(bǔ)，最終研發(fā)出完整的無(wú)線方案。

　　可見(jiàn)，傳統(tǒng)芯片廠商往往是提供芯片和開(kāi)發(fā)板等。而Lattice會(huì)去主動(dòng)了解市場(chǎng)，然后更早地去做出相關(guān)設(shè)計(jì)。例如，Lattice現(xiàn)在花很多心思在VR/AR上，所以在VR/AR市場(chǎng)的前瞻性、產(chǎn)業(yè)布局等方面，甚至比一些客戶(hù)還了解。只有這樣才能掌握先機(jī)，更早一步提供參考設(shè)計(jì)。

　　具體地，Lattice十分看好雙攝像頭合一產(chǎn)品，例如安卓之父安迪·魯賓創(chuàng)立的公司所做的Essential PH-1手機(jī)，特點(diǎn)是附送了一個(gè)360°無(wú)線全景相機(jī)。其中采用了Lattice的FPGA——Crosslink。因?yàn)長(zhǎng)attice早已預(yù)見(jiàn)，隨著AR/VR對(duì)片源的需求，會(huì)出現(xiàn)360°全景攝影/攝像的需求。此外，無(wú)人機(jī)、AR/VR裝置上未來(lái)都將會(huì)有這種攝像頭二合一的360°相機(jī)。Lattice接下來(lái)還會(huì)考慮四合一、五合一等的需求。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算

　　大部分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)計(jì)算。CNN計(jì)算基本上是在云端上做大數(shù)據(jù)分析，相對(duì)復(fù)雜，是用16位元去代表結(jié)果的幾率與強(qiáng)度。隨著網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)化，人們發(fā)覺(jué)其實(shí)不需要那么復(fù)雜，可以8位元、4位元，甚至到1位元這樣的二值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BNN)。BNN優(yōu)化包括了二值或者三值的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于Lattice小而巧的FPGA非常合適。

　　圖1所示為部分算法與功耗的比較，可見(jiàn)面部偵測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別、車(chē)牌識(shí)別和故障偵測(cè)比較適合低功耗、低成本的小型FPGA，“碰撞規(guī)避”則比較合適在更大型的FPGA等算法芯片。

　　根據(jù)多方研究報(bào)告，在網(wǎng)絡(luò)邊緣/物聯(lián)網(wǎng)上的處理需求通常是在10~1000 BOPS運(yùn)算能力，可是功耗必須要低于1W，這是Lattice有優(yōu)勢(shì)的地方(如圖2)。當(dāng)然，也有可能有企業(yè)去開(kāi)一個(gè)IC，采用ASIC的方式，的確性能/功耗比更理想。但是IoT(物聯(lián)網(wǎng))上的應(yīng)用非常寬泛，要開(kāi)一顆IC去符合物聯(lián)網(wǎng)的多元化是有一定難度的。

　　Lattice iCE40 UltraPlus可以運(yùn)行二值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，用于人臉偵測(cè)，功耗只有5mW，該芯片只有2mm×2mm，和幾粒鹽差不多大。Lattice比較復(fù)雜的FPGA——ECP5，可以做到人臉跟蹤及不同物品的識(shí)別，相比同類(lèi)方案，價(jià)格低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，功耗也低了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

　　當(dāng)然不一定用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，可以用視覺(jué)的方式去做很多運(yùn)算(包括360°環(huán)繞視野)。Lattice在上海有一客戶(hù)Microsharp，不僅做到車(chē)牌偵測(cè)，還可以做到車(chē)牌檢測(cè)。

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第12期第75頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。