Cechy produktu

Mikrosemi

Microsemi Corporation z siedzibą w Irvine w Kalifornii jest wiodącym projektantem, producentem i sprzedawcą wysokowydajnych analogowych i mieszanych układów scalonych oraz półprzewodników o wysokiej niezawodności, które zarządzają, kontrolują lub regulują zasilacze, chronią przed przejściowymi skokami napięcia i przesyłają , odbierać i wzmacniać sygnały.

Produkty Microsemi obejmują samodzielne komponenty i rozwiązania układów scalonych, które ulepszają projekty klientów poprzez poprawę wydajności i niezawodności, optymalizację akumulatorów, zmniejszenie rozmiaru i ochronę obwodów.Aplikacje.

Wprowadzenie do układów FPGA w Microsemi

Firma Microsemi przejęła firmę Actel w 2010 r., co oznacza, że ​​układy FPGA firmy Microsemi mają już trzydzieści lat.Układy FPGA firmy Actel zostały z powodzeniem wykorzystane w ponad 300 programach kosmicznych w ciągu ostatniej dekady, co dowodzi, że układy FPGA firmy Actel są niezaprzeczalnie niezawodne.

Urządzenia zabezpieczające przed bezpiecznikami były przeznaczone głównie na rynek wojskowy i nie były otwarte na rynek cywilny, dlatego wrażenie Actela było zawsze mgliste aż do 2002 roku, kiedy wprowadzono jego innowacyjne układy FPGA oparte na technologii Flash, odsłaniając tajemnicę Actela, który od tego czasu stopniowo trafia na rynek cywilny i jest znany każdemu.Pierwszym układem FPGA o architekturze Flash był ProASIC, którego charakterystyka jednoukładowa odpowiadająca układom CPLD oraz niskie zużycie energii i charakterystyka o dużej pojemności wykraczająca poza właściwości CPLD, zyskały uznanie inżynierów zajmujących się rozwojem, a coraz więcej osób korzystało z układów FPGA o architekturze Flash w celu zastąpienia oryginalnych układów CPLD i Układy FPGA SRAM.

Ponieważ potrzeby społeczeństwa stale się zmieniają, Actel stale udoskonala swoją technologię FPGA, stale udoskonalając i wzbogacając funkcje i zasoby wewnętrzne układów FPGA, a w 2005 roku Actel wprowadził na rynek trzecią generację układów FPGA o architekturze Flash – ProASIC3/E.Udane wprowadzenie na rynek ProASIC3/E zwiastowało nową falę rozwoju.Udane wprowadzenie na rynek ProASIC3/E zwiastowało nową „bitwę” pomiędzy układami FPGA.Rodzina ProASIC3/E została zaprojektowana w odpowiedzi na duże zapotrzebowanie rynku na w pełni funkcjonalne, niedrogie układy FPGA do zastosowań konsumenckich, motoryzacyjnych i innych zastosowań wrażliwych na koszty.Poniżej znajdują się produkty Actel.

Fusion: pierwszy w branży układ FPGA z funkcjonalnością analogową, integrujący 12-bitowy AD, pamięć Flash, RTC i inne komponenty, aby urzeczywistnić SoC.

IGLOO: układ FPGA o ultraniskim poborze mocy z unikalnym trybem uśpienia Flash *Freeze, w którym najniższy pobór mocy wynosi aż do 5µW, a stan pamięci RAM i rejestrów zostaje zachowany.

IGLOO2: zoptymalizowane wejścia/wyjścia oparte na IGLOO, oferujące znakomitą liczbę portów I/O, obsługę wejść wyzwalających Smitter, podłączanie podczas pracy i inne funkcje.

ProASIC3L: charakteryzuje się nie tylko wysoką wydajnością ProASIC3, ale także niskim zużyciem energii.

Nano: układ FPGA o najniższym poborze mocy w branży, o minimalnym poborze mocy statycznej wynoszącym 2 µW, w bardzo małej obudowie 3 mm*3 mm i wyjątkowo niskiej cenie początkowej wynoszącej 0,46 USD.

Wszystkie te serie są częścią układów FPGA trzeciej generacji firmy Actel o architekturze Flash, których różne funkcje mogą zaspokoić potrzeby różnych rynków i zapewnić użytkownikom szeroką gamę opcji i nieoczekiwanych efektów w celu zwiększenia konkurencyjności ich produktów.Przyjrzyjmy się ekscytującym funkcjom układów FPGA trzeciej generacji firmy Actel o architekturze Flash.

Rodzina Polarfire FPGA

Układy FPGA PolarFire firmy Microsemi to nieulotne urządzenia FPGA piątej generacji, charakteryzujące się najnowszą technologią procesu nieulotnego 28 nm, średnią gęstością i najniższym zużyciem energii, zintegrowaną architekturą FPGA o najniższej mocy, transceiverem o najniższej mocy 12,7 Gb/s, wbudowanym podwójnym złączem PCI Express o niskim poborze mocy Gen2 (EP/RP), a także opcjonalne urządzenia zabezpieczające dane i zintegrowany koprocesor szyfrujący o niskim poborze mocy.Z ogniwami logicznymi do 481 K, napięciami roboczymi od 1,0 V do 1,05 V i temperaturami pracy komercyjnymi (0°C – 100°C) i przemysłowymi (-40°C – 100°C), linia produktów FPGA firmy Microsemi jest szeroka, a uruchomienie PolarFire rozszerza potencjalny rynek układów FPGA do wartego 2,5 miliarda dolarów rynku urządzeń średniej gęstości.

Dlaczego warto używać układów Microsemi FPGA

1 Wysokie bezpieczeństwo

Bezpieczeństwo układów FPGA o architekturze Actel Flash znajduje odzwierciedlenie w 3 warstwach ochrony.

Pierwsza warstwa należy do fizycznej warstwy ochronnej, tranzystory FPGA z architekturą Flash trzeciej generacji firmy Actel są chronione 7 warstwami metalu, usunięcie warstwy metalu jest bardzo trudne do osiągnięcia w inżynierii odwrotnej (poprzez pewne środki w celu usunięcia metalu warstwa, aby zobaczyć stan przełączania wewnętrznych tranzystorów i w ten sposób odtworzyć projekt);Układy Flash FPGA są nieulotne, nie jest wymagany zewnętrzny układ konfiguracyjny, pojedynczy układ, można go włączyć i uruchomić bez obawy o przechwycenie strumienia danych podczas procesu konfiguracji.

Druga warstwa to technologia szyfrowania Flash Lock, która jak sama nazwa wskazuje polega na blokowaniu komórek Flash.Jest to 128-bitowy algorytm szyfrujący, który zapobiega nieautoryzowanym operacjom na chipie poprzez pobranie klucza do chipa w celu szyfrowania, a bez klucza chipa nie można zaprogramować, skasować, zweryfikować itp. Druga warstwa to szyfrowanie Flash Lock technologię, która jest 128-bitowym algorytmem szyfrowania, który zapobiega nieautoryzowanym operacjom na chipie poprzez pobranie klucza do chipa w celu szyfrowania.

Trzecia warstwa to technologia szyfrująca pliki programowe przy użyciu międzynarodowego standardu algorytmu szyfrowania AES, algorytmu szyfrowania zgodnego z dokumentem 192 amerykańskich federalnych standardów przetwarzania informacji (FIPS), który jest używany przez agencje rządowe USA do ochrony informacji wrażliwych i publicznych.Algorytm może zawierać około 3,4 x 1038 128-bitowych kluczy w porównaniu do 56-bitowego rozmiaru klucza we wcześniejszym standardzie DES, który zapewnia około 7,2 x 1016 kluczy.W 2000 roku Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) przyjął standard AES, który zastąpił standard DES z 1977 roku, znacznie poprawiając niezawodność szyfrowania.NIST ilustruje teoretyczne bezpieczeństwo zapewniane przez AES, pokazując, że jeśli system komputerowy może złamać 56-bitowy klucz DES w ciągu jednej sekundy, złamanie 128-bitowego klucza AES może zająć około 149 bilionów lat, podczas gdy udokumentowano, że wszechświat ma mniej niż 20 miliardów lat, więc można sobie wyobrazić, jak niezawodne jest to zabezpieczenie.

Układy FPGA Actel Flash, oparte na powyższej potrójnej ochronie, pozwalają na dobrą ochronę cennego adresu IP użytkownika, a także umożliwiają zdalne ISP, co zapewni najbardziej niezawodne bezpieczeństwo programowalnych projektów logicznych.

2 Wysoka niezawodność

W tranzystorach opartych na SRAM nieuniknione są dwa rodzaje błędów: błąd miękki i błąd twardy, które są spowodowane przez cząstki o wysokiej energii (neutrony, cząstki) w atmosferze bombardujące tranzystory SRAM, które ze względu na wysoką zawartość energii mogą się zmieniać stan tranzystora podczas zderzenia z konkretnym tranzystorem.

Tak zwany błąd miękki dotyczy głównie pamięci SRAM, np. SRAM, DRAM itp. Kiedy cząstka o wysokiej energii uderzy w pamięć danych SRAM, stan danych zostanie odwrócony z 0 na 1 lub z 1 na 0, co spowoduje tymczasowy błąd danych, który zniknie po ponownym zapisaniu danych.Są to błędy możliwe do naprawienia i można je zredukować dzięki wbudowanemu w FPGA obwodowi wykrywania i korekcji błędów (EDAC).

Błąd oprogramowania sprzętowego ma miejsce, gdy komórka konfiguracyjna SRAM FPGA lub struktura okablowania jest bombardowana przez cząstki energetyczne znajdujące się w atmosferze, co powoduje zmianę funkcji logicznych lub błąd okablowania, który powoduje całkowitą awarię systemu i będzie się utrzymywać do czasu sprawdzenia i naprawienia.

Architektura Actel Flash jest odporna na błędy oprogramowania sprzętowego dzięki unikalnej technologii Flash, która wymaga wysokiego napięcia, aby zmienić stan tranzystora w procesie Flash, czego nie są w stanie spełnić zwykłe cząstki energetyczne, więc zagrożenie jest prawie nieobecne -istniejący.

3 Niskie zużycie energii

Ogólnie rzecz biorąc, w układach FPGA istnieją cztery rodzaje zużycia energii: moc rozruchowa, moc konfiguracyjna, moc statyczna i moc dynamiczna.Ogólnie rzecz biorąc, układy FPGA charakteryzują się wszystkimi czterema rodzajami zużycia energii, podczas gdy układy FPGA Actel Flash mają tylko moc statyczną i moc dynamiczną, nie mają zasilania ani mocy konfiguracyjnej, ponieważ włączenie zasilania nie wymaga dużego prądu rozruchowego, a wyłączenie zasilania jest nieulotny i nie wymaga procesu konfiguracji.

Układy FPGA oparte na technologii Flash składają się z dwóch tranzystorów na każdy przełącznik programowalny, podczas gdy układy FPGA oparte na pamięci SRAM składają się z sześciu tranzystorów na każdy przełącznik programowalny, więc wyłącznie pod względem analizy zużycia energii przez przełącznik, układy Flash FPGA zużywają znacznie mniej energii niż układy FPGA SRAM.

Seria Fusion obsługuje tryb niskiego zużycia energii, w którym sam chip może zapewnić napięcie 1,5 V dla rdzenia, a następnie można go wyłączyć i wybudzić za pomocą wewnętrznego zegara RTC i logiki FPGA, aby osiągnąć niższe zużycie energii;Serie układów FPGA Actel IGLOO i IGLOO+ są przeznaczone do zastosowań przenośnych, a ich unikalny tryb Flash* Freeze może zmniejszyć zużycie energii statycznej do zaledwie 5uW i zaoszczędzić dane z pamięci RAM.

Układy Actel Flash FPGA będą zużywać znacznie mniej energii niż produkty konkurencji, zarówno statycznie, jak i dynamicznie, i mogą być stosowane w aplikacjach wrażliwych na moc i wymagających niskiego zużycia energii, np. PDA, konsole do gier itp.