Actel高调推出集成ARM Cortex-M3处理器和可编程模拟电路的FPGA

近日，爱特公司（Actel）总裁兼首席执行官是John East先生来到北京，专程向媒体介绍该公司新推出的SmartFusion（智能混合信号）FPGA。CEO的亲自临场，凸显了该公司对SmartFusion的重视程度。

East介绍说，爱特公司走的是差异化道路，也就是不与赛灵思、Altera这些FPGA领先厂商展开正面竞争，而是专注于这些厂商做不了的FPGA器件。他说，FPGA、可编程模拟和微处理器各自代表了巨大的市场机会，爱特则主攻这三个领域的交汇之处。

爱特公司的FPGA与其他公司的不同之处在于，它是基于非易失的Flash而不是易失的SRAM存储器。因为微处理器也是基于Flash技术，所以爱特具有独特的优势来把FPGA和处理器集成在一起，无需外部Flash。另外，Flash器件可以容忍5到12V的高电压，而SRAM只能容忍1.8到3.3V的电压，所以基于Flash的FPGA也更容易集成模拟电路。

SmartFusion具有创新性、智能化、集成化的特点。它具有已获验证的FPGA架构、ARM Cortex-M3微控制器子系统、可编程模拟电路，这些组成部分全部集成在基于Flash技术的SmartFusion器件中。

爱特基于闪存的FPGA架构已经够多年考验。SmartFusion的FPGA拥有6到50万个系统门，频率可达350MHz，带有嵌入式SRAM和FIFO，I/O数量达到128个。

SmartFusion的微控制器子系统（MSS）含有100MHz的32位ARM Cortex-M3内核，总线矩阵吞吐率高达16Gpbs，带有10/100以太网MAC，以及SPI、I2C、UART和32位定时器。Flash存储器最大为512KB，SRAM为64KB。这些都是硬件配置，因而不占用FPGA性能。

SmartFusion的可编程模拟部分含有可分担CPU模拟任务的模拟计算引擎（ACE），电压、电流和温度控制器，最高600MHz的12位（SAR）ADC，sigma-delta ADC，多达10个50ns高速比较器，以及多达32个模拟输入和3个输出。

East举例介绍了SmartFusion内建高速比较器的优点。比较器的用途很广，如iPhone手机的图片放大功能可通过两个手指的分开动作来实现。采用带有比较器的SmartFusion，系统可以节省单独的比较器芯片从而降低尺寸和成本。

East说，用软件和硬件实现系统性能各有优缺点。软件的好处在于容易升级，比较灵活，但缺点是速度较慢。硬件的好处是速度快，但不灵活，一般无法升级。SmartFusion则做到了“不牺牲性能的集成”：工程师可以一开始就决定哪些功能由软件来实现，哪些部分用硬件来实现。具体来说，就是用SmartFusion的处理器部分来实现软件功能，用FPGA部分来实现硬件功能。由于FPGA是现场可编程，所以SmartFusion能做到软硬件皆可升级，从而延长产品寿命。

除了完全可定制化（根据用户的功能需求来构建系统），SmartFusion的高集成度带来更高的可靠性、更低的能耗、更小的占位面积、更少的供应商数量和更低的总体拥有成本。

East介绍说，优异的IP保护功能是SmartFusion的一大卖点。许多客户就是因为保密需求来找爱特。他说，抄袭基于SRAM的FPGA很容易，这会让设计创新工作的成果付诸东流。SmartFusion中，微控制器和FPGA的接口在芯片内部，没有暴露，启动后无需bit-stream加载。爱特的FlashLock技术能够保护器件免遭篡改和重编程。SmartFusion允许AES加密的系统内编程。另外，利用可编程器件密钥，客户可以避免代工厂在没有授权的情况下私自生产额外的器件。

设计工具方面，爱特为FPGA和MCU设计人员开发了集成设计环境，为复杂的可编程模拟提供简单的基于图形界面的配置。另外有第三方（如Keil、IAR Systems）和GNU业界领先的编译和调试工具。

SmartFusion的目标应用包括系统管理、电源管理、马达控制、工业网络和显示器等，终端市场涵盖工业、医疗、能源、通信和军事等。



下图为已经推出和将要推出的三种型号SmartFusion器件参数。



作者：郭庆春  来源：嵌入式公社