美高森美：将快闪FPGA技术发扬光大

 
图为美高森美参加展会现场

美高森美(Microsemi)公司自收购爱特公司后，成为一家规模显著的多产品线企业，带来了超越纯粹FPGA解决方案的产品和技术组合。并且，由于美高森美独家拥有快闪工艺器件，相对于其他解决方案具有很高的差异性，在安全性、可靠性以及低功率并重的应用方面独具优势。

  快闪FPGA彰显优势
  FPGA发展趋势是提供具有安全、可靠、低功耗特性，采用集成技术的解决方案。
 
美高森美的混合信号FPGA产品SmartFusion和Fusion采用美高森美专有快闪技术，在单芯片内集成了高性能可编程逻辑、微控制器、可编程模拟资源、大型非易失性内存模块，以及全面的时钟生成和管理电路，具有完全定制、IP保护和易用性的性能。“基于专有快闪工艺，在提供相较传统固定功能微控制器更高的灵活性之余，还没有在传统FPGA上软处理器内核的高成本。SoC产品部拥有实现MCU和FPGA融合的独特优势。”美高森美SoC产品部陆地产品副总裁Rich Kapusta表示。
据了解，快闪FPGA还可显著减少自发热问题，可在更高温度下运行，而且增加了设计余量，同时有助于延长产品的平均寿命。这些FPGA器件可以抵御中子引发的固件错误，并且消除了SRAM FPGA常见的配置存储器翻转的风险，因而成为众多应用领域的理想选择。
Rich Kapusta还强调，FPGA发展的主要趋势是提供具有安全、可靠、低功耗特性，并且采用集成技术如嵌入式微控制器、嵌入式快闪存储器以及嵌入式模拟资源的解决方案。使用快闪技术使得美高森美成为这些性能方面的领先者，美高森美的策略是使用快闪技术来实现差异化。“我们的下一代产品将使用65nm快闪工艺制造，这将显著提升所有方面的产品性能。”Rich Kapusta表示。

  应用潜力巨大
  各种功耗敏感便携应用产品，就是基于快闪的超低功耗FPGA产品所面向的市场。

  FPGA性能的提升和功耗的降低使得其应用领域不断延伸。Rich Kapusta指出，消费、医疗、工业和其他领域的各种功耗敏感便携应用产品对低功率FPGA的需求正在增长，这些领域就是基于快闪的超低功耗FPGA产品所面向的市场，SmartFusion器件能够提供无可比拟的解决方案。
Rich Kapusta为记者举了个例子。他提到，现在马达朝着更小体积和更强功能两方面发展，加上高能电池领域的技术创新，开创了多种马达控制产品的新市场。用于交流和直流马达控制的新设计必须具备高效和低功耗，以便在不影响性能的情况下提供更长的工作时间。而SmartFusion cSoC能够满足这些需求，为高复杂性马达和运动控制应用提供引人注目的解决方案。目前工业领域的技术专家与美高森美SoC产品部携手合作，充分利用SmartFusion器件的功能和优势，针对不断增长的工业应用马达市场提供领先的解决方案。
此外，SmartFusion cSoC在功率和系统管理方面的发展潜力也非常巨大。Rich Kapusta介绍说，随着市场对三网融合宽带通信的需求增加，需要更完善的基础设施及更先进的器件来连接网络，而基础设备需要最好的可靠性，从而避免发生单一事件翻转(SEU)情况而导致系统停机。快闪FPGA是唯一能够提供这种高水平的可靠性器件，因而潜力巨大。
在许多新兴应用中，安全性和可靠性是正在增长的关注点。美高森美器件提供了最高等级的灵活性，连同远远超越SRAM FPGA的安全性和可靠性，使得其解决方案对这些新兴市场具有极大的吸引力。
  近日，美高森美公司宣布与电力线通信开发商Ariane Controls公司合作，为业界首个支持主要新兴电动汽车充电和相关智能电网标准的开发平台提供美高森美ProASIC3快闪FPGA，以加快电动汽车和电动汽车供电设备之间的J2931汽车标准通信系统的开发速度。美高森美89+.ProASIC3 FPGA是行业内唯一能够满足结温要求达135℃的Grade 1 AEC-Q100汽车质量标准的解决方案。

  提高开发工具便利性
  就应用而论，软件环境起着关键作用，美高森美在这方面也不断发力。

美高森美的SmartFusion可定制单芯片系统获得了其针对所有美高森美FPGA设计而开发的完备的软件工具套件Libero集成开发环境(IDE)支持。此集成开发环境包含来自Synopsys和Mentor Graphics的业界领先综合、仿真和调试工具，以及创新的时序和功率优化分析工具。
据了解，Synopsys的增强版Synplify Pro FPGA综合工具能够为基于快闪的FPGA架构提供先进的技术支持和时序优化，以支持SmartFusion器件的可编程数字部分。
此外，美高森美新近宣布开放源码U-Boot固件和uClinux现可用于SmartFusion cSoC器件。Linux用于SmartFusion器件提供了方便的设计环境，以及可以作为起点，提供大量开放源码项目，以开发用于所需硬件接口的支持程序。Emcraft Systems是最近新加入美高森美合作伙伴计划的公司，为SmartFusion客户提供了功能强大的的软件选件，为应用设计人员打开了一个新的可能性空间。
针对不同应用美高森美也在工具上寻求帮助。Rich Kapusta提到，智能电网是智能功率管理技术最引人注目的应用之一。去年4月，Aplix公司(已改名为GAIA公司)宣布提供picoJBlend平台，作为美高森美的SmartFusion cSoC器件的首选开发环境，这项合作可让SoC产品部门和其客户能够快速开发和推出智能功率管理解决方案。
值得关注的是，最近美高森美SoC产品部还宣布SmartFusion cSoC器件现在获得FreeRTOSTM支持，可为小型嵌入式系统设计可扩展实时内核，适合所有类型的应用。FreeRTOS是可用于商业应用的非常普及的专业开发内核，完全免费，对于公开专有源代码没有任何要求。通过FreeRTOS，产品开发人员获得了更广泛的运行于SmartFusion cSoC的操作系统和通信协议选择，从而加速其工业和网络应用设计。

精彩观点

  FPGA+DSP组合有吸引力

  设计人员在DSP和FPGA之间的选择，主要考虑成本、工具可用性、性能和设计灵活性。它们各有优点和缺点，采用哪种技术主要取决于设计人员和应用。然而，FPGA领域近期的发展显示DSP和FPGA优势之间的差距正在缩小。
  一直以来，在通信应用产品中，设计人员都是采用DSP。另一方面，更高集成度的器件也容许设计人员可以创建更精细的多功能设备。随着在更短时间内提供更高复杂性的压力增加，对可编程逻辑器件的需求也在增长。今天，工艺技术方面取得的进步，大幅降低了可编程逻辑器件的单元成本，增强了FPGA市场的竞争力。同时，半导体供应商务必在更快速、更小尺寸、更低价格和更低功耗方面投放更多力量。能够满足所有这些要求的FPGA技术，将成为给设计带来重大变化的先导者。
  FPGA具有一些如创建并行处理引擎等传统的优势，解决了DSP的固有难题。工程师能够定制FPGA以准确地满足其位宽、速率、精度和其他参数的处理要求。DSP也有其传统的优势。过去30多年来，DSP的处理器架构、软件库和支持软件是众所周知的。
  FPGA+DSP是一种有吸引力的组合，尤其是在需要小外形尺寸的复杂控制处理和高带宽数据处理的应用中。功耗和成本预算正在推动企业寻找替代大型DSP的解决方案，能够同时使用两项技术的解决方案业已成为别具吸引力的选择。

  （责任编辑：落雪）