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[導讀]FPGA現場可編程器件,憑著并行計算且具有高靈活性的獨特優勢,在高性能計算、服務器加速等云端應用中發揮著重要特性。而作為小尺寸、低功耗的FPGA器件在邊緣端設備及多種應用中正發揮著越來越廣泛的作用,提升安全性、智能性及靈活性。

FPGA現場可編程器件,憑著并行計算且具有高靈活性的獨特優勢,在高性能計算、服務器加速等云端應用中發揮著重要特性。

而作為小尺寸、低功耗的FPGA器件在邊緣端設備及多種應用中正發揮著越來越廣泛的作用,提升安全性、智能性及靈活性。

"有人說安全與智能就像"魚和熊掌"不可得兼,但事實上,只要我們賦予足夠的保護措施和保護設計,"安全"就是必然的,"萊迪思半導體亞太區業務發展(BD)總監陳英仁說,"這就像一百多年前 "電"剛出現時,人們普遍擔心其危險性,可是現在,成熟的用電技術讓它成為了大眾都離不開的必需。"

 

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如何才能從根本上保證系統的安全性呢?這方面FPGA大有可為。陳英仁向行業媒體介紹了Lattice在這方面的解決方案。

組件的固件已逐漸成為網絡攻擊最為常見的目標。最近幾年,嚴重的安全事故時有發生:例如,JEEP汽車被入侵后造成了40萬輛車被召回,去年有超過40億條的記錄被侵入,包括個人記錄,導致信用卡被盜刷及隱私濫用事件,還有最近發生的大規模DDoS攻擊造成網絡癱瘓,甚至連心臟起搏器都可能遭受入侵,嚴重影響到人員的生命安全。

受損的固件其潛在危害尤其嚴重,FPGA則提供了一個保護系統固件的可靠硬件平臺,因為它們能夠并行執行多個功能,從而可以在檢測到未經授權的固件時,更快地識別和響應。

為此,Lattice推出了MachXO3D FPGA,基于硬件可信任根大大提高了安全性。

當使用MachXO3 FPGA實現系統控制功能時,它們通常是電路板上"最先上電/最后斷電"的器件。通過集成安全和系統控制功能,MachXO3D成為系統保護信任鏈上的首個環節。

MachXO3D改進了生產過程中的器件配置和編程步驟。這些優化搭配MachXO3D的安全特性,保障了MachXO3D和合法固件之間的安全通信,從而較好地保護了系統。

 

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陳英仁告訴21ic記者,相比基于MCU的軟件保護機制,MachXO3D FPGA的并行處理可以提供更快的響應速度,豐富的I/O可以提供多個存儲器保護,同時可以減少外圍器件及總體成本。

MachXO3D可以在系統生命周期的各個階段(從生產到系統報廢),組件固件遭到未經授權的訪問時,對其保護、檢測和恢復。

OEM可以使用MachXO3D輕松實現可靠、全面、靈活的基于硬件的安全機制,保障所有系統固件的安全。

據陳英仁透露,目前已經有5家服務器的OEM采用了MachXO3D的設計來提升安全性。

除了在安全性上的大展身手,FPGA在網絡邊緣AI設備上的應用也越來越多了。

據統計,網絡邊緣 AI 設備的出貨量預計將在 2025 年達到每年 25 億臺。如此海量的設備如何快速地實現AI智能化?這是擺在工程師面前的一大挑戰。

陳英仁表示,IoT市場很龐大,應用需求多種多樣,但網絡邊緣 AI 設備卻具有兩大共性:低功耗和少量多樣,Lattice的FPGA在這些應用中就具有得天獨厚的優勢:小尺寸、低功耗、高靈活性。為了幫助工程師更快的開發基于FPGA的網絡邊緣 AI 設備,Lattice推出了專為網絡邊緣AI應用優化的Lattice sensAI平臺。

 

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新版sensAI實現了10倍的性能提升,同時大大簡化開發過程,加速設計周期。

萊迪思sensAI的增強特性包括:

•與上一版本相比,性能提升10倍——通過更新了CNN IP和神經網絡編譯器,新增8位激活量化、智能層合并以及雙DSP引擎等特性

o無縫的用戶體驗——新特性縮短設計周期:

o拓展神經網絡和機器學習框架,支持Keras

o支持量化和分數設置機制,用于神經網絡訓練以避免重復的后處理

o通過USB接口簡化神經網絡的調試

o全新可定制的參考設計加速對象計數和人員檢測等常見應用的上市進程

o 設計服務合作伙伴生態不斷拓展,現擁有Pixcellence等多家具備全面產品設計能力的合作伙伴,輕松助力客戶產品上市。

像智能家居控制中的人員檢測,門鈴和安防攝像機應用中的人員檢測,零售商店攝像頭應用中的對象計數以及廣泛的工業應用都是sensAI的目標應用領域。

陳英仁介紹說,例如在智能門鈴應用中,準確的人員檢測是一大挑戰,目前的被動紅外探測方案常常誤將非人因素識別為來訪人員而啟動攝像頭,造成不必要的麻煩,而基于FPGA的解決方案則大大提升準確度,同時保證了低功耗,低成本的優勢。

 

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現場展示的DEMO顯示了基于FPGA的人員計數方案,可以準確檢測出10米范圍內的人員,且功耗只有幾瓦。

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