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[导读]FPGA现场可编程器件,凭着并行计算且具有高灵活性的独特优势,在高性能计算、服务器加速等云端应用中发挥着重要特性。而作为小尺寸、低功耗的FPGA器件在边缘端设备及多种应用中正发挥着越来越广泛的作用,提升安全性、智能性及灵活性。

FPGA现场可编程器件,凭着并行计算且具有高灵活性的独特优势,在高性能计算、服务器加速等云端应用中发挥着重要特性。

而作为小尺寸、低功耗的FPGA器件在边缘端设备及多种应用中正发挥着越来越广泛的作用,提升安全性、智能性及灵活性。

"有人说安全与智能就像"鱼和熊掌"不可得兼,但事实上,只要我们赋予足够的保护措施和保护设计,"安全"就是必然的,"莱迪思半导体亚太区业务发展(BD)总监陈英仁说,"这就像一百多年前 "电"刚出现时,人们普遍担心其危险性,可是现在,成熟的用电技术让它成为了大众都离不开的必需。"

 

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如何才能从根本上保证系统的安全性呢?这方面FPGA大有可为。陈英仁向行业媒体介绍了Lattice在这方面的解决方案。

组件的固件已逐渐成为网络攻击最为常见的目标。最近几年,严重的安全事故时有发生:例如,JEEP汽车被入侵后造成了40万辆车被召回,去年有超过40亿条的记录被侵入,包括个人记录,导致信用卡被盗刷及隐私滥用事件,还有最近发生的大规模DDoS攻击造成网络瘫痪,甚至连心脏起搏器都可能遭受入侵,严重影响到人员的生命安全。

受损的固件其潜在危害尤其严重,FPGA则提供了一个保护系统固件的可靠硬件平台,因为它们能够并行执行多个功能,从而可以在检测到未经授权的固件时,更快地识别和响应。

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

当使用MachXO3 FPGA实现系统控制功能时,它们通常是电路板上"最先上电/最后断电"的器件。通过集成安全和系统控制功能,MachXO3D成为系统保护信任链上的首个环节。

MachXO3D改进了生产过程中的器件配置和编程步骤。这些优化搭配MachXO3D的安全特性,保障了MachXO3D和合法固件之间的安全通信,从而较好地保护了系统。

 

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陈英仁告诉21ic记者,相比基于MCU的软件保护机制,MachXO3D FPGA的并行处理可以提供更快的响应速度,丰富的I/O可以提供多个存储器保护,同时可以减少外围器件及总体成本。

MachXO3D可以在系统生命周期的各个阶段(从生产到系统报废),组件固件遭到未经授权的访问时,对其保护、检测和恢复。

OEM可以使用MachXO3D轻松实现可靠、全面、灵活的基于硬件的安全机制,保障所有系统固件的安全。

据陈英仁透露,目前已经有5家服务器的OEM采用了MachXO3D的设计来提升安全性。

除了在安全性上的大展身手,FPGA在网络边缘AI设备上的应用也越来越多了。

据统计,网络边缘 AI 设备的出货量预计将在 2025 年达到每年 25 亿台。如此海量的设备如何快速地实现AI智能化?这是摆在工程师面前的一大挑战。

陈英仁表示,IoT市场很庞大,应用需求多种多样,但网络边缘 AI 设备却具有两大共性:低功耗和少量多样,Lattice的FPGA在这些应用中就具有得天独厚的优势:小尺寸、低功耗、高灵活性。为了帮助工程师更快的开发基于FPGA的网络边缘 AI 设备,Lattice推出了专为网络边缘AI应用优化的Lattice sensAI平台。

 

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新版sensAI实现了10倍的性能提升,同时大大简化开发过程,加速设计周期。

莱迪思sensAI的增强特性包括:

•与上一版本相比,性能提升10倍——通过更新了CNN IP和神经网络编译器,新增8位激活量化、智能层合并以及双DSP引擎等特性

o无缝的用户体验——新特性缩短设计周期:

o拓展神经网络和机器学习框架,支持Keras

o支持量化和分数设置机制,用于神经网络训练以避免重复的后处理

o通过USB接口简化神经网络的调试

o全新可定制的参考设计加速对象计数和人员检测等常见应用的上市进程

o 设计服务合作伙伴生态不断拓展,现拥有Pixcellence等多家具备全面产品设计能力的合作伙伴,轻松助力客户产品上市。

像智能家居控制中的人员检测,门铃和安防摄像机应用中的人员检测,零售商店摄像头应用中的对象计数以及广泛的工业应用都是sensAI的目标应用领域。

陈英仁介绍说,例如在智能门铃应用中,准确的人员检测是一大挑战,目前的被动红外探测方案常常误将非人因素识别为来访人员而启动摄像头,造成不必要的麻烦,而基于FPGA的解决方案则大大提升准确度,同时保证了低功耗,低成本的优势。

 

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现场展示的DEMO显示了基于FPGA的人员计数方案,可以准确检测出10米范围内的人员,且功耗只有几瓦。

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