作為萊迪思半導(dǎo)體(Lattice Semiconductor)在亞太地區(qū)舉辦的重要技術(shù)交流活動(dòng)，萊迪思亞太技術(shù)峰會(huì)(Lattice APAC Tech Summit)一直是公司展示低功耗FPGA技術(shù)、推動(dòng)行業(yè)合作與創(chuàng)新的絕佳舞臺(tái)。

在今年的東京技術(shù)峰會(huì)上，包括三菱電機(jī)、德賽、Furukawa AS、Glory LTD、LIPS和恩智浦等在內(nèi)的150余家客戶和合作伙伴齊聚一堂，圍繞萊迪思低功耗FPGA技術(shù)，展示了一系列出色的參考設(shè)計(jì)與解決方案，持續(xù)助推FPGA技術(shù)的創(chuàng)新落地。

工業(yè)連接解決方案

該演示構(gòu)建于一塊針對(duì)以太網(wǎng)通信優(yōu)化的靈活評(píng)估板之上，主要聚焦于基于FPGA實(shí)現(xiàn)的PROFINET IO設(shè)備功能展示。如圖所示，此評(píng)估板配備三個(gè)端口，能夠支持當(dāng)前工業(yè)通信中常用的100Mbps和1Gbps標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)速率，其核心所采用的FPGA器件為CertusPro-NX, LFCPNX-100-9LFG672I(fcBGA封裝)。

實(shí)際應(yīng)用中，該方案支持實(shí)時(shí)PLC與分布式I/O通信、以及IEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，前者對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化的高效運(yùn)行至關(guān)重要，后者則能夠適配多種工業(yè)通信協(xié)議。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)基于IP通信中的非時(shí)間關(guān)鍵型數(shù)據(jù)，可通過(guò)TCP/IP和UDP/IP進(jìn)行傳輸；而特定的以太網(wǎng)Layer 2協(xié)議則被用于保障工業(yè)實(shí)時(shí)通信的可靠性。此外，該演示還擁有基于Lattice RISC-V的系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)構(gòu)建的PROFINET解決方案。

該硬件設(shè)置不僅能用于演示PROFINET IO通信標(biāo)準(zhǔn)，還非常適合快速評(píng)估、快速原型制作，甚至可直接作為緊湊型工業(yè)控制系統(tǒng)使用，尤其適用于中小型工業(yè)控制系統(tǒng)，且易于復(fù)制和部署。 

CrossLinkU-NX USB3 Vision參考設(shè)計(jì)

這是一款CrossLinkU-NX USB3 Vision(U3V)參考設(shè)計(jì)，核心目的是為工業(yè)領(lǐng)域中相機(jī)與主機(jī)間的視頻傳輸提供一套可靠且高效的解決方案。

該設(shè)計(jì)采用RISC-V處理器子系統(tǒng)，配備Zephyr RTOS USB Stack，集成了具備硬化 USB 2.0和USB 3.2 Gen 1 PHY的USB功能。相機(jī)傳感器可通過(guò)USB 3.0向主機(jī)PC傳輸視頻流，并符合工業(yè)應(yīng)用的USB3 Vision Standard V1.2標(biāo)準(zhǔn)。

性能上，該參考設(shè)計(jì)支持USB 3 SuperSpeed功能、 1080p/30 FPS幀率視頻流傳輸，兼容RAW8/RAW10/YCbCr422等視頻格式，且相機(jī)的控制和設(shè)置遵循GenICam標(biāo)準(zhǔn)。用戶可通過(guò)Raspberry Pi連接器實(shí)現(xiàn)與相機(jī)傳感器MIPI CSI2接口的連接，并在CrossLinkU-NX評(píng)估板上搭建USB3 Vision系統(tǒng)。 

GigEVision IP Subsystem

Tecphos公司推出的GigEVision IP Subsystem，不但適用于Lattice CertusPro-NX、Certus-NX、Crosslink-NX等器件，Avant型號(hào)也即將獲得支持。該子系統(tǒng)符合 GigEVision 2.1標(biāo)準(zhǔn)，并完全支持GenICam，在速率方面提供1Gig/2.5Gig/5Gig選項(xiàng)，10GigEVision也將在不久后推出。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)與組件上，它采用RISC-V裸機(jī)處理器，配備Mongoose-based以太網(wǎng)IP 軟件棧，還包含Lattice Propel Builder這一基于構(gòu)件的IP組件。得益于此，該子系統(tǒng)擁有可擴(kuò)展的寄存器架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)自定義控制，邏輯占用空間小，無(wú)需外部存儲(chǔ)器即可進(jìn)行低開(kāi)銷流傳輸，并且支持所有像素格式和傳感器分辨率。

LIPSense™ Touchless UI Camera Kit

LIPS公司推出的LIPSense™ Touchless UI Camera Kit，是一款專為全息投影打造的創(chuàng)新交互式解決方案。它借助先進(jìn)的圖像識(shí)別技術(shù)，能夠精確檢測(cè)和追蹤手的手勢(shì)，讓用戶無(wú)需進(jìn)行物理接觸，就能操作數(shù)字界面，還可將手部追蹤轉(zhuǎn)換為空中的標(biāo)準(zhǔn)鼠標(biāo)或觸摸事件。

該產(chǎn)品通過(guò)優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)響應(yīng)，能即時(shí)識(shí)別并反饋手勢(shì)；具備高精度，可捕捉細(xì)微手勢(shì)，減少誤判和錯(cuò)誤操作；用戶無(wú)需預(yù)先訓(xùn)練，憑借直覺(jué)即可操作，同時(shí)其提供的引導(dǎo)式UI便于進(jìn)行校準(zhǔn)和系統(tǒng)設(shè)置，還支持3D動(dòng)作自定義以擴(kuò)展交互體驗(yàn)。

當(dāng)與LIPSense™ Touchless ST110F及LIPSedge® T225集成后，該方案就具備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理功能，擁有低延遲和即時(shí)分析能力，檢測(cè)范圍可達(dá)0.3至7米，且具備80K Lux的抗陽(yáng)光性，能在從黑暗到日光的各種光照條件下正常工作。此外，它還能識(shí)別虛擬顯示器下的觸摸區(qū)域、上方的點(diǎn)移動(dòng)區(qū)域，以及手指的拖拽、滑動(dòng)、點(diǎn)擊等動(dòng)作。

結(jié)語(yǔ)

從工業(yè)通信的高效可靠、視頻傳輸?shù)姆€(wěn)定流暢，到無(wú)接觸交互的精準(zhǔn)便捷，以萊迪思低功耗FPGA技術(shù)為核心支撐的創(chuàng)新應(yīng)用，不僅滿足了當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化與智能交互的需求，更以靈活可擴(kuò)展的特性為未來(lái)技術(shù)迭代預(yù)留了空間，持續(xù)推動(dòng)著各行業(yè)的智能化升級(jí)與創(chuàng)新變革。