خانواده FPGA جدید Efinix Titanium Edge؛ با تمرکز بر سیستم‌های کم‌مصرف هوش مصنوعی لبه و بینایی ماشین

به گفته CNX Software – Embedded Systems News

معرفی خانواده Titanium Edge FPGA توسط Efinix

شرکت Efinix خانواده جدید Titanium Edge FPGA را معرفی کرده است که به طور اختصاصی برای کاربردهای کم‌مصرف هوش مصنوعی لبه و بینایی ماشین طراحی شده است. این خانواده جدید که بر پایه معماری Titanium FPGA این شرکت بنا شده، ویژگی‌هایی همچون مصرف توان استاتیک پایین‌تر، ورودی/خروجی‌های (I/O) قابل تنظیم MIPI با سرعت 2.5 Gbps، تصحیح خطای داخلی Single-Event Upset (SEU) و نسخه‌های System-in-Package (SiP) را ارائه می‌دهد که برای سیستم‌های فشرده، حافظه‌های SPI flash و HyperRAM را در خود ادغام کرده‌اند.

خانواده اولیه Titanium Edge FPGA شامل قطعات Ti125، Ti40، Ti70 و Ti95 است که دارای حدود ۳۹ هزار تا ۱۲۳ هزار المان منطقی (Logic Elements) برای هوش مصنوعی امبدد، بینایی ماشین، رباتیک، سیستم‌های پزشکی و سایر کاربردهای متنوع هستند. در مقایسه با خانواده سطح بالای Titanium Ti375 و خانواده مقرون‌به‌صرفه Topaz FPGA، دستگاه‌های جدید به گونه‌ای طراحی شده‌اند که ضمن حفظ معماری Quantum این شرکت، حدود ۵۰ درصد مصرف توان استاتیک کمتری داشته باشند.

مشخصات فنی Efinix Titanium Edge Ti125 و Ti125 SiP:

• ساختار FPGA
  • معماری Efinix Quantum
  • تا ۱۲۲,۷۹۲ المان منطقی (۱۰۹,۴۴۰ سلول XLR)
  • ۲۸۸ بلوک DSP
  • حافظه امبدد: مقدار ۵.۹ مگابیت SRAM
  • حافظه: دارای SPI flash داخلی و ۵۱۲ مگابیت HyperRAM (فقط در مدل Ti125 SiP)
• ورودی/خروجی (I/O): تا ۳۶ پین HVIO، ۶۲ پین HSIO و ۸۴ پین HSIO2؛ پشتیبانی از MIPI CSI/DSI تا ۲.۵ Gbps؛ پشتیبانی از DDR3L تا ۱,۳۳۳ Mbps
• سیستم کلاک: تا ۷ عدد PLL و ۳۲ شبکه کنترل/کلاک جهانی (Global Clock)
• قابلیت اطمینان: موتور سخت‌افزاری تشخیص و تصحیح SEU
• امنیت (اختیاری)
  • احراز هویت امضا با رمزنگاری پساکوانتومی ML-DSA-65 (CRYSTALS-Dilithium)
  • پشتیبانی از AES-256-GCM، RSA-4096، EC-DSA-384، PUF و TRNG
• بسته‌بندی (Packages)
  • Ti125: از نوع 225-ball FBGA (ابعاد ۱۰ در ۱۰ میلی‌متر، پکیج F225)
  • Ti125 SiP: از نوع 225-ball FBGA (ابعاد ۸ در ۸ میلی‌متر، پکیج M225S4F4)
• استانداردها: مطابق با CNSA 2.0 (در آینده نزدیک)
• فرآیند ساخت: ۱۶ نانومتری TSMC

در زمان نگارش این متن، مستندات دقیق تنها برای مدل‌های Ti125 و Ti125 SiP در دسترس است. مدل Ti125 SiP بخش‌های FPGA، حافظه ۵۱۲ مگابیتی HyperRAM و حافظه بوت SPI flash را در یک پکیج واحد ادغام کرده است که باعث کاهش اشغال فضای PCB تا ۶۰ درصد نسبت به پیاده‌سازی با قطعات مجزا می‌شود.

خانواده Titanium Edge FPGA

سایر محصولات FPGA در این خانواده شامل دستگاه‌های Ti95، Ti70 و Ti40 هستند که بین ۳۸,۹۲۵ تا ۹۳,۲۰۰ المان منطقی را برای نیازهای مختلف عملکردی ارائه می‌دهند. نمونه‌برداری از Ti95 هم‌اکنون در حال انجام است، در حالی که مدل‌های Ti70 و Ti40 برای سه ماهه چهارم سال ۲۰۲۶ برنامه‌ریزی شده‌اند. همچنین Efinix قصد دارد نسخه Ti70 SiP را با حافظه داخلی ۲۵۶ مگابیت HyperRAM و حافظه بوت SPI flash برای کاهش فضای اشغالی PCB عرضه کند.

پشتیبانی نرم‌افزاری از خانواده Titanium Edge از طریق محیط توسعه Efinity IDE ارائه می‌شود. آخرین نسخه (v2026.1) پشتیبانی اختصاصی از دستگاه‌های Ti125 و Ti95 را اضافه کرده و یک جریان کامل طراحی از RTL تا Bitstream را فراهم می‌کند. این نسخه شامل بهبودهایی در عملکرد MIPI (تا ۲.۵ Gbps)، رابط‌های HSIO2 با مصرف توان کمتر و زمان کامپایل سریع‌تر است. برای طراحان سخت‌افزار که در حال توسعه برد سفارشی هستند، Efinix جداول تخصیص پین (مانند pinout مدل Ti125) را به همراه راهنمای کاربر به‌روزرسانی شده رابط‌های Titanium و راهنمای ساختارهای پایه (Primitives) Quantum Titanium ارائه داده است.

این خانواده همچنین شامل یک موتور سخت‌افزاری تشخیص و تصحیح خطا (SEU) است که به محافظت از پیکربندی FPGA در برابر خطاهای بیتی ناشی از تابش‌های محیطی کمک می‌کند و آن را برای کاربرد در محیط‌های خشن (Harsh Environments) مناسب می‌سازد.

در حال حاضر نمونه‌برداری از Ti125 و Ti95 در حال انجام است (اطلاعات دقیق در مورد Ti95 محدود است)، در حالی که نمونه‌برداری از Ti125 SiP برای آگوست ۲۰۲۶ برنامه‌ریزی شده است. نسخه‌های امنیتی (Security Variants) هر دو دستگاه برای سه ماهه چهارم ۲۰۲۶ در نظر گرفته شده‌اند. قیمت‌گذاری هنوز اعلام نشده است؛ اطلاعات بیشتر در صفحه محصول و بیانیه مطبوعاتی در دسترس است.