日前，在2024年上海国际嵌入式展上，全球第三大FPGA供应商Lattice（莱迪思）携最新可编程解决方案及应用亮相，Lattice亚太地区应用工程高级总监谢征帆向大半导体产业网等记者介绍了嵌入式视觉、人工智能（AI）、安防和功能安全以及互联等细分场景，尤其是在AI功能的实现上，带来了创新的应用表现。
SensAI 再升级
在去年，Lattice就已展示了融合AI功能的SensAI方案，今年推出的SensAI方案注意力追踪功能在第一代基础上做了衍生升级。从演示来看，使用者通过眼神注视能够进行菜单的选择，当注视到一定程度的时候会帮助自动打开所选应用。
“该方案基于纯软件功能，提供前端输入，最后交给Glance软件处理，其提供一整套AI功能，通过观察瞳孔的方向实现控制。相对来说，这个方案受环境影响还比较大，在精度上会造成一定干扰，不过，现有客户将此功能应用于AI眼镜，在局部环境相对固定的场景中使用起来精度也比较高。”
值得一提的是，这套注意力感知软件除了提供了注意力感知的部分功能外，还有传统意义上的场景分类，包括有无人员偷窥、语音检测等应用。不止针对单人检测，这套软件还支持多用户软件检测，同样一套网络可以实现多种内容的检测追踪，可在不同的应用上实现，DMS驾驶员疲劳检测中同样可以借用此套件来实现对应功能。
实现机器学习的功能后，能收获更多应用场景，Lattice现场还演示了农业智能机器案例。以花椒筛选色选机方案为例，相较于采用传统精度比较低的CV方案，当开始采用AI的方案来实现筛选，AI将花椒可能存在的形状加注标注后放到神经网络中进行训练，将训练出来的神经网络参数放到NN Demo里面，就可实现对花椒的筛选，其他豆类、谷物类都可以参照类似的方法来实现。
谢征帆指出，Lattice在五六年前就已开始着手AI技术的研发工作，除了软硬件外还强调解决方案，sensAI是最早被提出的，利用低功耗FPGA实现基于神经网络的人脸检测。后来随着神经网络迭代，网络结构日趋复杂，Lattice更加侧重于AI的前端处理，比如对视频源数据的输入做一些实时处理。在目前这个阶段，随着新一代产品在性能上的进一步提升，可以适配越来越多的神经网络，方案又回到了能够参与神经网络处理与推断。
针对汽车行业垂直市场
CMS（Camera Monitor System）是当前以及未来在汽车领域的重要创新变革之一，自电子外后视镜（CMS）相关法规实施以来，北汽、比亚迪、本田等车企也纷纷展示了搭载电子后视镜的概念车或者量产车型，上市在即。
传统的光学反光镜在天气方面存在限制，影响驾驶安全，相比之下CMS产品不仅可以提供更宽阔的视野、更清晰的影响，显著提升驾驶安全，甚至还可以集成ADAS功能，带来更好的人机交互与驾驶体验。
不过，谢征帆坦言，CMS还存在设计上的挑战，比如光学成像和摄影成像之间还存在差异，摄像头受帧数、时间、光线频率、强光照射、HDR等影响，“这些都是在CMS系统设计中急需通过ISP模块解决的问题。”
汽车对于安全性、可靠性的要求极高，在Lattice的CMS方案中增加了Functional safety模块，此外，Lattice还额外为客户提供功能安全，帮助通过功能安全的认证，“在国内，Lattice的CMS方案已经与非常多的汽车供应商达成了紧密合作，短期内可以见到方案落地。”
Lattice近年来重点推广的另一方案便是Local Dimming，属于eDisplay解决方案里面的一个部分，提供一整套显示相关应用的完整方案。Lattice现场展示了Local Dimming局部调光demo，原理是把屏幕分成非常小的分区，每个分区后面会设有一个LED来提供背光的亮度，那个亮度只是局限于这个区域里面的亮度的平均值，在暗的地方可以把背光板关掉，在亮的地方提供更多的亮度，最后的结果是屏幕能够显出更高的对比度。“该方案在汽车的中控屏及副驾娱乐屏中被普遍应用。”
汽车应用对于芯片的功耗和尺寸有着较强要求，比如CMS如果要集中在传感器附近，尺寸空间就会非常小，Lattice产品的开发迭代过程中一直强调小尺寸和低功耗及散热，这是Lattice在硬件结构上来的明显优势。在软件角度，Lattice其中一个垂直市场就是针对汽车行业，从全球层面来看，在中国和欧美都已经和几大主流客户建立了密切的联系。
实现纳秒级同步精度
针对工业现场总线场景，Lattice展示了Ether-Connect的3K LUT4低成本工业现场总线，灵活的物理层支持100Mbps以太网或LVDS CDR，除了Cable方式外，对于PLC也可以用直接触点的方式进行连接。用户可定义自由的协议，最多可以传16个站点，每个站点32字节，可在125us内完成传输。
“同步功能是多数工业控制最主要的要求之一，尤其是机械手臂，其每一个关节都有电机，整个机械臂的动作需要每一个电机同步协调控制，对电机控制同步的要求非常高，以上方案主要强调了同步功能，16个站点的同步精度在1us以内实现，适合于高精度产品应用中。”
结语
FPGA具有集成度高、设计周期短、投资成本低以及灵活性强等优势，被广泛应用于电子产品之中。面对同行业的竞争，FPGA厂商能否提供成熟度足够高的方案以及FPGA产品本身的质量是否得到足够多的认可，成为在市场中取胜的关键。