5G 和雲端一直是近年來的焦點，隨著焦點跟進，許多企業一直主推 AI 以及 IoT。大部分人認為，AI 演算法目前來說其實突破不大明顯，然而大數據和雲的計算發展更能造就 AI 所需要的計算數據。
因此在 5G 和雲端的持續成長下，無論是機器視覺影像，亦或是影像邊緣處理等，皆為智慧居家、智慧工廠、智慧汽車等多項智慧的應用，然而這些大多數較傾向於機體小的產品。更追求的是高性能以及低功耗。
圖1：科技城市
Lattice 為解決這種辦法，因此才選擇了 28 nm FD-SOI。Lattice 更表示，FD-SOI 可在這部分做電壓控制，因此反饋偏壓（Back Bias）是可控的，在此方面可自由地設成低功耗或高性能的設定切換。在此情況下，
應用 28nm FD-SOI 製程的 FPGA 具有“高性能”及“低功耗”兩種特性。
這種“低功耗”與“高性能”轉換最大的好處便是可解決許多使用電池的應用，在大多數工廠、消費電子越來越講求便利性，為保持機動性難免使用電池。當然，換言之，其實也意味著減少了用電成本，減少了功
耗所造成的熱能而節省了散熱成本。然而 Lattice 也表示，嵌入式視覺應用越來越擴大化，無論是工廠機械化視覺還是車載視覺方面，都需要 FPGA 進行有效連接。另外，消費電子目前甚至已達到了 8K 的高畫質解
析，並擁有五花八門解析度的 LCD 產品，而因此更要低功耗、高性能、小型化、可靠性高、易於使用的產品便是市場急需的。
圖2：新製程 FD-SOI 可使可靠性提高100倍
此外，因為埋入氧化層會把與電晶體相關聯的主動電路與基板分隔，也會因此降低在塊狀矽（bulk silicon）製程 SRAM FPGA 會產生的軟錯誤率（soft error rate，SER）問題。如圖2 中的橘色部分是容易被粒子撞
擊的區域，FD-SOI 製程能讓該區域範圍大幅減少，這使得元件可靠性提升達 100%，對於汽車、工業、通訊與資料中心等應用來說非常關鍵。
Nexus 平台是採用三星的 FD-SOI 製程，Lattice 期望利用此平台帶來的設計重複使用以及降低開發成本的優勢，在未來以更快的速度開發新產品；Nexus 包括結合設計軟體工具、預先設計的軟體IP功能區塊，以及
開發套件與參考設計。該平台的功能包括經最佳化的 DSP 功能區塊，以及邊緣 AI 應用所需的較高嵌入式記憶體/邏輯比，還有快速的 I/O 啟動與傳輸，運算速度號稱與 Lattice 先前的 FPGA 相較提高兩倍、功耗則減
少一半，而 Lattice 第一款採用 Nexus 平台的產品 CrossLink-NX 則有包括分別為 17k 與 40k 邏輯單元的兩個版本，晶片尺寸為 6mm；這系列元件聚焦嵌入式視覺應用，配備 2.5Gbps 的 8 個 D-PHY 通道與 1Gbps
的 PCIe 通道，以及 DDR3 記憶體，並支援瞬間啟動，大約可在3毫秒（ms）內實現快速 I/O 配置、以不到 15 毫秒時間完成全部元件配置，更達到工業馬達控制等不允許系統啟動時間過長的應用需求。
圖3：CrossLink-NX 產品介紹
Lattice 推出的 CrossLink-NX 產品，將預計應用在車用環景、微型膠囊內視鏡等等。同時間 Lattice 也推出最新版本 FPGA 軟體設計工具 Lattice Radiant 2.0，除了增加對 CrossLink-NX 產品的軟體支援，新工具還
提供 Debug 功能、時序分析、工程變更命令 (ECO) 編輯器、同時性邏輯轉換 (SSO) 計算機等新功能，能加速和簡化 Lattice FPGA 的設計開發。
圖4：CrossLink 系列產品時程
圖5：CrossLink 系列產品比較
在 I/O 部分，CrossLink 的特色一直是使用 Hard code PCle 提升速率，並可在特殊應用方面應用。CrossLink-NX 在 I/O 方面與 CrossLink Plus 相比，從 1.5 Gbps 提升至 2.5 Gbps；可程式設計 I/O 個數也從 29 個
提升至 192 個。目前 SoC 基本上也是 2.5 Gbps，所以下一步將計畫充分與 SoC 進行結合。
圖6：CrossLink-NX擁有超高的性能
另外，在橋接介面方面，CrossLink 只能支援 4 組不同的介面，而 CrossLink-NX 則最多可接 12 組不同的 SubLVDS、LVDS、SGMII，而速度也提升到 DDR3 1066 Mbps.
圖7：CrossLink-NX 40K 包裝大小
在尺寸方面，Lattice 仍是持續不斷進行小尺寸優化的，因為追求的不僅僅的性能而已。
圖8：CrossLink-NX 的 I/O 速率比較
在記憶體方面，CrossLink-NX 每一個邏輯單位會配備 170 bit 的記憶體，這樣可以更有效的進行圖形處理，甚至進行 AI 演算。
參考資料來源:
- CrossLink-NX: Embedded Vision and Processing FPGA http://www.latticesemi.com/Products/FPGAandCPLD/CrossLink-NX
- CrossLink-NX FPGA：為網路邊緣實現嵌入式視覺和 AI 應用 https://m.weibo.cn/u/2332365954
- 讓 FPGA 兼具高性能、低功耗，為何要用 28 nm FD-SOI？ http://www.21ic.com/zhuanfang/jishuzhuanfang/2019-12-14/925660.html
- FD-SOI 製程新型 FPGA 訴求低功耗、高性能 https://www.eettaiwan.com/news/article/20191219NT11-lattice-unveils-first-fpgas-on-fd-soi