FPGA滿足多可穿戴設(shè)備高級并行處理能力需求

　　現(xiàn)有的可穿戴設(shè)備大部分都是智能手表或健康手環(huán)。這些應(yīng)用本質(zhì)上并不“智能”，而是對智能手機(jī)的擴(kuò)展，用于輕松訪問副屏和/或進(jìn)行低速和低功耗生理體征測量，如計步器和心率測量等。隨著語音、AR和AI技術(shù)的發(fā)展，我們將會看到更多更加智能的可穿戴設(shè)備，涵蓋語音控制的智能耳機(jī)到可以進(jìn)行空間、手勢和目標(biāo)識別的AR眼鏡。這些全新的應(yīng)用，特別是涉及到空間測量(例如音頻波束形成或AR手勢檢測)時，需要實時工作的低功耗傳感器中心來同時捕捉和處理來自傳感器陣列的數(shù)據(jù)。與其他應(yīng)用處理器、MCU和DSP相比，萊迪思FPGA能夠提供靈活的I/O和更高的能耗比，可為智能可穿戴產(chǎn)品實現(xiàn)實時處理解決方案。

萊迪思半導(dǎo)體亞太區(qū)資深事業(yè)發(fā)展經(jīng)理 Ying Jen Chen(陳英仁)

　　與傳感器相關(guān)的可穿戴應(yīng)用有兩種不同但互相依附且不斷發(fā)展的趨勢：1)多個傳感器的并行連接以及數(shù)據(jù)捕獲(如麥克風(fēng)陣列、多攝像頭應(yīng)用、多IMU應(yīng)用。這是傳感器聚合應(yīng)用的高級形式。);2)環(huán)境感知應(yīng)用對于實時工作傳感器處理的需求不斷增長。

　　使用多個傳感器，系統(tǒng)可以實現(xiàn)更高的精度或獲取更多細(xì)節(jié)，如3D深度測繪、回聲和噪聲消除以及流體運(yùn)動跟蹤等。然而，由于大多數(shù)MCU和處理器I/O數(shù)量有限并且無法捕獲和實現(xiàn)實時并行處理，因此不適用于實現(xiàn)上述功能。而FPGA則能夠提供更多I/O和獨立的傳感器接口，更適合上述需要高級并行處理能力的應(yīng)用。對于基于視覺的應(yīng)用，如VR和AR的內(nèi)向外跟蹤或虹膜跟蹤，萊迪思的MachXO3和CrossLink可編程ASSP(pASSP)可用于執(zhí)行多攝像頭聚合;如果對于深度測繪等自主計算有需求的話，可以使用具有更強(qiáng)處理能力的ECP5。萊迪思的iCE40移動FPGA產(chǎn)品系列經(jīng)過優(yōu)化，可提供功耗更低、尺寸封小和成本更低的特性，是低功耗和低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用(如麥克風(fēng)陣列和紅外傳感器陣列橋接以及預(yù)處理)的理想選擇。萊迪思最近推出的iCE40 UltraPlus增加了I3C支持，可實現(xiàn)低功耗、實時攝像頭連接以及低延遲的預(yù)處理應(yīng)用。

　　實時工作傳感器應(yīng)用通常采用兩層式設(shè)計架構(gòu)來最小化功耗。第一層通常是使用實時工作的處理單元在第二層架構(gòu)中功耗驚人的應(yīng)用處理器處于睡眠模式時執(zhí)行音頻、視頻或IMU分析;當(dāng)檢測到特定的觸發(fā)行為時(例如觸發(fā)短語、有人活動或特定手勢)時，應(yīng)用處理器就會被喚醒。FPGA的并行處理能力和低功耗特性非常適合低延遲、實時工作的觸發(fā)決策應(yīng)用。除了能夠?qū)崿F(xiàn)多種互連功能之外，iCE40 UltraPlus還是一個很好的平臺，可用于執(zhí)行低延遲、實時工作的音頻和視頻環(huán)境感知處理以及相關(guān)可穿戴應(yīng)用的決策功能。