Lattice Semiconductor
iCE40からAvantまでの小型・低消費電力FPGA。無償のベンダーツール、Nexus 28 nm FD-SOIプラットフォーム、既存ベンダーの中で最良のオープンソースツールチェーン対応を備えます。
| 本社 | ヒルズボロ（オレゴン州、米国） |
|---|---|
| ウェブサイト | www.latticesemi.com/ |
| ツールチェーン | Radiant（Nexus、Avant、iCE40 UltraPlus）、Diamond（ECP5、MachXO2/3、CrossLink）、Propel（SoC設計）、sensAI（MLモデル） |
| ライセンス | RadiantとDiamondの両方でほとんどのデバイスは無償ライセンス。Avant、CertusPro-NX、MachXO5-NXのT版は本稿執筆時点で有償のRadiantサブスクリプションが必要 |
| 更新 | 2026年11月13日 |
デバイスファミリ #
| ファミリ | プロセス | ロジック | 位置づけ |
|---|---|---|---|
| iCE40 LP / HX | 40 nm | 384-7,680 LUTs | 極小、安価、超低スタンバイ電力 |
| iCE40 UltraPlus | 40 nm | 2.8k-5.3k LUTs | 1 MbのSPRAMと8個のDSPブロックを備えた常時オンのセンサー・エッジ用途向け |
| MachXO2 / MachXO3 | 65 nm | 256-9,400 LUTs | オンチップフラッシュを備えたインスタントオンのグルーロジックとボード制御 |
| MachXO5-NX | 28 nm FD-SOI | about 14k-96k logic cells | Nexusプラットフォーム上のより大型な制御プレーン向けFPGA |
| ECP5 | 40 nm | 12k-85k LUTs | 5Gデバイスで最大5 Gb/sのSERDESを備えた低コストのミッドレンジ |
| CrossLink / CrossLink-NX | 40 nm / 28 nm FD-SOI | 5.9k (CrossLink) and 17k-40k (NX) LUTs | ハードMIPI D-PHYによるビデオブリッジング |
| Certus-NX | 28 nm FD-SOI | 17k-40k LUTs | 汎用、PCIe Gen2と5 Gb/s SERDES、低ソフトエラー率 |
| CertusPro-NX | 28 nm FD-SOI | 50k-100k LUTs | 10 Gb/s SERDESとLPDDR4を備えた最大のNexusデバイス |
| Avant (Avant-E, Avant-G, Avant-X) | 16 nm | about 262k-637k system logic cells | 25 Gb/s SERDESとハードDDRを備えたミッドレンジへの参入製品 |
概要
このページは、小型FPGAを選ぶすべての人、そして実際のシリコン上で完全なオープンソースツールを使いたい大勢の人のためのものです。Latticeは1983年に設立され、初期の数十年はCPLDと小型PLDに費やしました。iCE40ラインは2011年のSiliconBlue買収で、ECP5とMachXOラインはLattice自身の開発で生まれました。2019年以降、同社はNexus 28 nm FD-SOIプラットフォーム上の低消費電力・小型パッケージデバイスに集中し、2022年には初めてミッドレンジで競争するために16 nmのAvantファミリを追加しました。
Latticeはサーバー（ボード管理、ルートオブトラスト）、産業機器、車載、民生カメラに製品を販売しています。安価で、手はんだ可能なパッケージで提供され、Yosysとnextpnrで動作するため、ホビーボードで最もよく見かけるベンダーです。
ツールチェーン
ベンダーツールは2つあり、その分断が重要です。RadiantはiCE40 UltraPlus、全Nexusファミリ（CrossLink-NX、Certus-NX、CertusPro-NX、MachXO5-NX）、Avantをカバーします。DiamondはECP5、MachXO2、MachXO3、CrossLinkをカバーし、古いiCE40 LPとHXデバイスは別のiCEcube2を使います。どちらも64ビットWindowsとLinuxで動作します。どちらもLattice Synthesis Engineと同梱のSynplify Proを備え、機能制限版のModelSimまたはQuestaを含みます。ほとんどのデバイスの無償ライセンスはWebサイトで発行され、毎年更新します。Avant、CertusPro-NX、大型のMachXO5-NX Tデバイスは本稿執筆時点で有償のサブスクリプションライセンスが必要ですが、CrossLink-NX、Certus-NX、iCE40 UltraPlus、T以外のMachXO5-NXデバイスは無償です。PropelはRISC-Vソフトコアを備えたSoCビルダーで、sensAIはエッジビジョン向けのニューラルネットワークアクセラレータをパッケージ化したものです。
オープンソースの道の方が簡単なことも多いです。Yosys、nextpnr、openFPGALoaderはiCE40とECP5を完全にサポートし、NexusファミリはProject Oxideを通じて部分的にサポートします。iCE40やECP5ボードではベンダーツールは任意であり、多くのユーザーは一度もインストールしません。詳細はオープンソースエコシステムのページを参照してください。
難点: Diamondは古く、Linux対応はWindows対応より手薄です。iCEcube2はさらに古いです。ライセンス更新は毎年の面倒な作業です。Radiantのタイミング制約は.pdcファイル内のLattice固有の方言を使います。
最初に使うボード
- iCEBreaker（iCE40 UP5K）は最もドキュメントが充実したオープンソースボードで、多くのチュートリアルのリファレンスターゲットです。
- UPduino v3は同じデバイスをブレッドボード上で使う最も安価な方法です。
- iCEstick（iCE40 HX1K）は小さく古いですが、今でも最初のボードとして十分です。
- ULX3SとOrangeCrabは一般的な2つのECP5ボードで、ULX3Sの方がはるかに多くのI/Oを備えています。
- CertusPro-NX評価ボードはNexusプラットフォームへのベンダー公式の入り口です。
移行メモ
AMDやAlteraから移ってくる場合、デバイスは小さいので、LUT数が少なく、グローバルクロックが少なく（iCE40では8本で、駆動できるピンに制限あり）、ブロックRAMも少ないことを見込んでください。iCE40にはILAに相当するものがなく、ベンダーのロジックアナライザであるRevealは大型デバイスでのみ動作します。
プリミティブはiCE40ではSB_接頭辞（SB_PLL40_CORE、SB_IO、SB_RAM40_4K）を持ち、ECP5ではEHXPLLLやDCUAといった命名で、Nexusではまた別の体系です。Diamondの物理制約は.lpfファイルにあり、LOCATE COMPとIOBUF PORTの構文を使います。Radiantは.pdcを使い、ldc_set_locationとldc_set_portコマンドにSDC形式のタイミングを加えます。オープンソースフローでは、iCE40は.pcfピンファイルを使い、ECP5はDiamondと同じ.lpf構文を使い、タイミングは--freq引数またはピンファイル内のクロック制約で指定します。
メモリ推論は全ファミリで信頼できます。iCE40 UltraPlusでは、1 MbのシングルポートSPRAMブロックは明示的にインスタンス化する必要があります。DSP推論はUltraPlusとECP5で機能しますが制限があります。
注意点
RadiantとDiamondの分断により、MachXO3の設計とMachXO5-NXの設計は、異なる制約形式を持つ異なるツールを使うことになります。Avantは新しく、ボードが少なく、無償ライセンスの対象外です。iCE40のI/Oはバンク電圧の範囲内でのみ3.3 V耐性があり、UltraPlusは一部のパッケージで3.3 V対応バンクが1つしかありません。ECP5のSERDESは5Gデバイスでのみ5 Gb/sで、そのオープンソース対応は動作するもののロジックファブリックの対応ほど洗練されていません。Nexus FD-SOIデバイスは低ソフトエラー率を売りにしており、それは事実ですが、放射線認定デバイスの代わりにはなりません。