美高森美SmartFusion2 SoC FPGA技術(shù)特點(diǎn)全解析

近日，美高森美又推出了模數(shù)混合的smartFusion2 SoC FPGA。

說起FPGA廠家，Altera、賽靈思、lattice這些大家都耳熟能詳了，但美高森美似乎就不那么熟知了，這里就不得不提到以前的另一家FPGA廠家--愛特(ACTEL)。愛特曾效力于美國軍工和航空領(lǐng)域，以前都是在做軍工級產(chǎn)品的，實(shí)力可見一斑，雖然其市場份額不如Altera、賽靈思、lattice這些FPGA廠商，但是其基于Flash結(jié)構(gòu)的FPGA，具有安全性高，上電即運(yùn)行，功耗低等特點(diǎn)，在軍工、航空航天這些對性能、安全要求極其嚴(yán)苛的領(lǐng)域，愛特的產(chǎn)品還是占據(jù)著主導(dǎo)地位的。但是2010年，愛特被美高森美收購，成為了美高森美的SoC產(chǎn)品部，在當(dāng)年這也是業(yè)內(nèi)相當(dāng)大的新聞，借著愛特在FPGA領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，美高森美也躋身進(jìn)入FPGA行業(yè)，由此我們就看到了今天的SmartFusion2 SoC FPGA。

簡述完了歷史，簡單來看下SmartFusion2 SoC FPGA技術(shù)特點(diǎn)吧：

安全性高

從官方提供的資料看，SmartFusion2繼承了愛特FPGA一貫的高安全性，它使用SoC FPGA業(yè)界唯一具備物理上不可克隆功能(physically unclonable function，PUF)的密匙登記和重建能力，打造具有安全密匙存儲能力的根源可靠性(root-of-trust)設(shè)備。SmartFusion2也是唯一使用Cryptographic Research Incorporated (CRI)產(chǎn)品組合技術(shù)來防御差分功率分析(differential power analysis，DPA)攻擊的SoC FPGA器件。另外用戶還可以利用多個內(nèi)置的加密處理加速器，基于非易失性Flash(快閃)技術(shù)，使SmartFusion2在防止篡改、克隆、反向工程方面比采用SRAM結(jié)構(gòu)的FPGA更具有優(yōu)勢，同時也省去了PROM配置芯片，響應(yīng)速度更快。

可靠性高

SmartFusion2具備單事件翻轉(zhuǎn)(single event upset，SEU)免疫能力，另外由于是Flash(快閃)結(jié)構(gòu)，其具有固件免疫能力，任何高能量的中子和a粒子撞擊器件都絲毫沒有影響，這是SRAM型FPGA所不具備的，在航空航天等領(lǐng)域面臨的極端環(huán)境下，這個特性尤為重要。

功耗低

SmartFusion2提供了同等的SRAM FPGA器件低100倍的待機(jī)功耗，且不影響性能。特別提到的是在Flash*Freeze超低待機(jī)功耗模式下，SmartFusion2的功率可低至1mW。這對于有功耗特別要求的領(lǐng)域幫助是相當(dāng)大的。下圖是與Altera、賽靈思的功耗對比，效果相當(dāng)明顯。

SmartFusion2與Altera、賽靈思FPGA功耗對比圖

另外SmartFusion2還集成了一顆ARM Cortex-M3的硬核，作為SoC FPGA，SmartFusion2是行業(yè)內(nèi)唯一集成FPGA、ARM處理器硬核，以及可編程模擬資源于一體的器件，這也為工程師設(shè)計(jì)帶來了更大的靈活性和便利性。下圖是SmartFusion2的功能框圖，可以很清晰的看到SoC中的各個子系統(tǒng)。

SmartFusion2功能框圖

目前客戶已經(jīng)可以向美高森美進(jìn)行SmartFusion2 的工程樣片申請，而產(chǎn)品的正式量產(chǎn)預(yù)計(jì)在明年的三月份。在一些對安全、穩(wěn)定性以及功耗有特殊要求的領(lǐng)域，美高森美的這款FPGA還是相當(dāng)值得試下的，期待它的市場表現(xiàn)。