Lattice iCE40 mobileFPGA低功耗智能手机应用方案

Lattice公司的iCE40 Los Angeles mobileFPGA系列器件使用40nm低功耗、标准的CMOS工艺制造，专为移动消费电子应用而优化，适合用于传感器管理、视频和图像、自定义连接和存储器/存储空间扩展,广泛应用于智能手机、平板电脑、数码相机（DSC）、电子图书阅读器和便携式导航设备（PND）。本文介绍了Los Angeles系列主要特性和优点,iCE40 LP系列架构图,iCEblink40 iCE40LP1K评估板主要特性,电路图,主要元件清单和元件布局图.

iCE40™ Los Angeles mobileFPGA™系列专为Custom Mobile Device™解决方案而设计，适合用于传感器管理、视频和图像、自定义连接和存储器/存储空间扩展。

Los Angeles系列器件使用40nm低功耗、标准的CMOS工艺制造，专为移动消费电子应用而优化，如智能手机、平板电脑、数码相机（DSC）、电子图书阅读器和便携式导航设备（PND）。Los Angeles系列有两种不同功耗/性能的器件选择：

• LP系列适用于智能手机 – 专为低功耗应用而优化

• HX系列适用于平板电脑 – 专为高性能应用而优化

智能手机中的传感器管理

传感器正在改变着今天的智能手机世界。今天高端的智能手机可以包含多达20个不同的传感器。对于智能手机设计师而言，管理所有这些传感器并同时满足功耗和性能目标，将是一项艰巨的任务。通过使用可定制的移动电子器件来配合应用处理器（AP），能够实现各种传感器相关的功能，包括：

• 传感器检测：实现电池插入检测和音频插入检测

• 传感器扩展：添加使用不同接口的传感器，如I2C、SPI和SLIMbus。

• 事件过滤：使用智能条件过滤，只在特定条件下向处理器发送中断。

• 中断汇聚：从传感器收集中断并进行组合后发送给处理器，实现更高效的处理。

• 自动轮询：周期性地获取传感器数据，同时保持处理器在低功耗模式下工作。

Los Angeles系列主要特性和优点:

传感器管理

• 使用高速比较器的电池和音频插入检测

• 支持MIPI SLIMbus接口

• 中断过滤、中断汇聚和自动轮询，减轻应用处理器的工作负担视频和图像

• 高速LVDS通道，高达525 Mbps每通道

• 支持显示器高达WUXGA（1920x1200分辨率）双LVDS

• 支持720p 30/60 Hz或1080p 30 Hz视频单通道LVDS

• 支持MIPI DBI和MIPI DPI视频接口标准

• 3D解决方案的理想选择

自定义连接

• 高速USB 2.0主机和器件控制器

• ULPI/UTMI接口支持

更快的性能

• LP系列：与iCE65™系列器件相比，提升最高可达50%的更快的性能。

• HX系列：与iCE65系列器件相比，提升最高可达80%的更快的性能。

超低功耗

• 低至15μA的静态电流，延长电池寿命。

• iCEgate™锁存允许用户有选择性地锁定任意引脚上的输入，以降低开关功耗。行业中使用最广的0.4mm间距BGA封装

• 封装尺寸小至2.5x2.5 mm

• 适用于智能手机和平板电脑应用

单芯片

• 莱迪思独有的片上非易失性配置存储器（NVCM）使您的设计能安全地存储在芯片上
低成本

• 40nm标准CMOS技术，类似ASIC的成本

图1.智能手机中的传感器管理框图

iCE40LP超低功耗可编程逻辑器件主要特性:



图2.iCE40 LP系列架构图

iCEblink40 iCE40LP1K评估板

A low-cost platform for evaluating and developing with the low-power iCE40LP1K mobileFPGATM. The board provides access to general-purpose I/O and includes capacitive-touch buttons and LEDs. The board is powered and programmed via USB. An on-board microcontroller enables 2-way communication with the iCE40HX1K mobileFPGA.

This guide describes how to begin using the iCEblink40 Evaluation Kit, an easy-to-use platform for rapidly prototyp-ing designs using the iCE40™ mobileFPGA™.

iCE40LP1K评估板主要特性:

• Ultra low-power iCE40LP1K mobileFPGA

• USB programming, debugging, virtual I/O functions, and power supply

• Four user LEDs

• Four capacitive-touch buttons

• 3.3 MHz clock source

• 1Mbit SPI serial configuration PROM

• Supported by Lattice iCEcube2™ design software

• 63 LVCMOS/LVTTL (3.3V) digital I/O connections on 0.1” through-hole connections

• Supports third-party I/O expansion boards and modules, including 3.3V Arduino Shield boards (requires additional sockets, not supplied)

图3.iCEblink40 LP1K评估板外形图

图4.iCEblink40 LP1K评估板电路图
iCEblink40 LP1K评估板主要元件清单:


图5.iCEblink40 LP1K 评估板尺寸和元件布局图
详情请见:
http://www.latticesemi.com/documents/iCE40LPdatasheet120330.pdf
和
http://www.latticesemi.com/documents/EB75.pdf