Caratteristiche del prodotto

Microsemi

Microsemi Corporation, con sede a Irvine, California, è un'azienda leader nella progettazione, produzione e commercializzazione di circuiti integrati analogici e a segnale misto ad alte prestazioni e di semiconduttori ad alta affidabilità che gestiscono e controllano o regolano gli alimentatori, proteggono da picchi di tensione transitori e trasmettono , ricevere e amplificare i segnali.

I prodotti Microsemi includono componenti autonomi e soluzioni di circuiti integrati che migliorano i progetti dei clienti migliorando prestazioni e affidabilità, ottimizzando le batterie, riducendo le dimensioni e proteggendo i circuiti.applicazioni.

Introduzione agli FPGA alla Microsemi

Microsemi ha acquisito Actel nel 2010, rendendo gli FPGA di Microsemi vecchi di tre decenni.Gli FPGA di Actel sono stati utilizzati con successo in più di 300 programmi spaziali negli ultimi dieci anni, dimostrando che gli FPGA di Actel sono indiscutibilmente affidabili.

I dispositivi anti-fusibile erano principalmente destinati al mercato militare e non aperti al mercato civile, quindi l'impressione di Actel rimase oscura fino al 2002, quando furono introdotti i suoi innovativi FPGA basati su Flash, svelando il mistero di Actel, che da allora ha gradualmente reso è arrivato al mercato civile ed è noto a tutti.Il primo FPGA con architettura Flash è stato ProASIC, le cui caratteristiche a chip singolo equivalenti ai CPLD e il basso consumo energetico e le caratteristiche di elevata capacità superiori a quelle dei CPLD hanno conquistato gli elogi degli ingegneri di sviluppo, e sempre più persone hanno utilizzato FPGA con architettura Flash per sostituire i CPLD originali e FPGA SRAM.

Poiché le esigenze della società continuano a cambiare, Actel migliora costantemente la propria tecnologia FPGA, perfezionando e arricchendo costantemente le funzioni e le risorse interne degli FPGA e nel 2005 Actel ha lanciato la terza generazione di FPGA con architettura Flash: ProASIC3/E.Il successo del lancio del ProASIC3/E ha inaugurato una nuova ondata di sviluppo.Il successo del lancio del ProASIC3/E ha annunciato una nuova “battaglia” tra FPGA.La famiglia ProASIC3/E è stata progettata in risposta alla forte domanda del mercato di FPGA a basso costo e con funzionalità complete per applicazioni consumer, automobilistiche e altre applicazioni sensibili ai costi.Di seguito sono riportati i prodotti Actel.

Fusion: il primo FPGA del settore con funzionalità analogica, che integra AD a 12 bit, memoria flash, RTC e altri componenti per rendere il SoC una realtà.

IGLOO: un FPGA a bassissimo consumo con un'esclusiva modalità di sospensione Flash *Freeze, in cui il consumo energetico più basso arriva fino a 5μW e lo stato della RAM e dei registri viene preservato.

IGLOO2: I/O ottimizzato basato su IGLOO, che offre un numero eccezionale di porte I/O, supporto per ingressi trigger Smitter, hot plug e altre funzionalità.

ProASIC3L: offre non solo le elevate prestazioni di ProASIC3 ma anche un basso consumo energetico.

Nano: l'FPGA con il consumo energetico più basso del settore, con un consumo energetico statico minimo di 2μW, caratterizzato da un package ultracompatto da 3 mm*3 mm e un prezzo iniziale estremamente basso di 0,46 dollari.

Queste serie fanno tutte parte degli FPGA con architettura Flash di terza generazione di Actel, le cui diverse caratteristiche possono soddisfare le esigenze di diversi mercati e offrire agli utenti un'ampia gamma di opzioni ed effetti inaspettati per migliorare la competitività dei loro prodotti.Diamo uno sguardo alle interessanti caratteristiche degli FPGA con architettura Flash di terza generazione di Actel.

Famiglia FPGA Polarfire

Gli FPGA PolarFire di Microsemi sono dispositivi FPGA non volatili di quinta generazione dotati della più recente tecnologia di processo non volatile da 28 nm, densità media e consumo energetico minimo, architettura FPGA integrata a basso consumo, ricetrasmettitore da 12,7 Gbps a basso consumo, doppio PCI Express integrato a basso consumo. Gen2 (EP/RP), nonché dispositivi di sicurezza dei dati opzionali e un coprocessore di crittografia integrato a basso consumo.Con un massimo di 481.000 celle logiche, tensioni operative di 1,0 V-1,05 V e temperature operative commerciali (0°C – 100°C) e industriali (-40°C – 100°C), la linea di prodotti FPGA di Microsemi è ampia, e il lancio di PolarFire espande il suo mercato potenziale per gli FPGA al mercato dei dispositivi a media densità da 2,5 miliardi di dollari.

Perché utilizzare gli FPGA Microsemi

1 Alta sicurezza

La sicurezza degli FPGA con architettura Actel Flash si riflette in 3 livelli di protezione.

Il primo strato appartiene allo strato fisico di protezione, i transistor degli FPGA con architettura Flash di terza generazione di Actel sono protetti da 7 strati di metallo, la rimozione dello strato di metallo è molto difficile da ottenere mediante il reverse engineering (rimuovere un metallo con determinati mezzi layer per vedere lo stato di commutazione dei transistor interni e riprodurre così il design);Gli FPGA Flash non sono volatili, non è richiesto alcun chip di configurazione esterno, chip singolo, può essere acceso ed eseguito senza timore di intercettazione del flusso di dati durante il processo di configurazione.

Il secondo livello è la tecnologia di crittografia Flash Lock, che come suggerisce il nome ha un effetto di blocco sulle celle Flash.Si tratta di un algoritmo di crittografia a 128 bit che impedisce operazioni non autorizzate sul chip scaricando la chiave sul chip per la crittografia e, senza la chiave, il chip non può essere programmato, cancellato, verificato, ecc. Il secondo livello è la crittografia Flash Lock tecnologia, che è un algoritmo di crittografia a 128 bit che impedisce operazioni non autorizzate sul chip scaricando la chiave sul chip per la crittografia.

Il terzo livello è una tecnologia che crittografa i file di programmazione utilizzando l'algoritmo di crittografia AES standard internazionale, un algoritmo di crittografia che aderisce al documento 192 FIPS (Federal Information Processing Standards) degli Stati Uniti, utilizzato dalle agenzie governative statunitensi per proteggere informazioni pubbliche e sensibili.L'algoritmo può contenere circa 3,4 x 1038 chiavi a 128 bit, rispetto alla dimensione della chiave a 56 bit del precedente standard DES, che fornisce circa 7,2 x 1016 chiavi.Nel 2000, il National Institute of Standards and Technology (NIST) ha adottato lo standard AES per sostituire lo standard DES del 1977, migliorando notevolmente l’affidabilità della crittografia.Il NIST illustra la sicurezza teorica fornita da AES dimostrando che se un sistema informatico può decifrare una chiave DES a 56 bit in un secondo, potrebbero essere necessari circa 149 trilioni di anni per decifrare una chiave AES a 128 bit, mentre è documentato che l’universo è meno di 20 miliardi di anni, quindi puoi immaginare quanto sia affidabile la sicurezza.

Gli FPGA Actel Flash, basati sulla tripla protezione di cui sopra, consentono di proteggere adeguatamente il prezioso IP dell'utente e rendono possibile anche un ISP remoto, che fornirà la sicurezza più affidabile per i progetti di logica programmabile.

2 Elevata affidabilità

Due tipi di errori sono inevitabili nei transistor basati su SRAM: Soft Error e Firm Error, che sono causati da particelle ad alta energia (neutroni, particelle) nell'atmosfera che bombardano i transistor SRAM, che, a causa del loro elevato contenuto energetico, possono cambiare lo stato del transistor durante la collisione con un particolare transistor.

Il cosiddetto errore soft riguarda principalmente la memoria SRAM, ad esempio SRAM, DRAM, ecc. Quando una particella ad alta energia colpisce la memoria dati della SRAM, lo stato dei dati verrà invertito, da 0 a 1 o da 1 a 0, risultando in un errore temporaneo dei dati, che scomparirà quando i dati verranno riscritti.Si tratta di errori recuperabili e possono essere ridotti dal circuito EDAC (rilevamento e correzione degli errori) integrato nell'FPGA.

Un errore del firmware si verifica quando la cella di configurazione SRAM FPGA o la struttura di cablaggio viene bombardata da particelle energetiche nell'atmosfera, determinando un cambiamento nella funzione logica o un errore di cablaggio che si tradurrà in un guasto completo del sistema e persisterà fino a quando non verrà controllato e corretto.

L'architettura Actel Flash è immune agli errori del firmware grazie alla sua esclusiva tecnologia Flash, che richiede un'alta tensione per modificare lo stato di un transistor nel processo Flash, un requisito che non può essere soddisfatto dalle normali particelle energetiche, quindi la minaccia è quasi inesistente. -esistente.

3 Basso consumo energetico

Esistono generalmente quattro tipi di consumo energetico negli FPGA: potenza all'accensione, potenza di configurazione, potenza statica e potenza dinamica.In generale, gli FPGA hanno tutti e quattro i tipi di consumo energetico, mentre gli FPGA Actel Flash hanno solo potenza statica e potenza dinamica, nessuna potenza all'accensione o potenza di configurazione, poiché l'accensione non richiede una grande corrente di avvio, e la potenza allo spegnimento non è volatile e non richiede un processo di configurazione.

Gli FPGA basati su Flash sono composti da due transistor per switch programmabile, mentre gli FPGA basati su SRAM sono composti da sei transistor per switch programmabile, quindi puramente in termini di analisi del consumo energetico dello switch, gli FPGA Flash consumano molta meno energia degli FPGA SRAM.

La serie Fusion supporta una modalità a basso consumo energetico in cui il chip stesso può fornire una tensione di 1,5 V per il core e può essere spento e riattivato tramite l'RTC interno e la logica dell'FPGA per ottenere un consumo energetico inferiore;le serie FPGA Actel IGLOO e IGLOO+ sono progettate per applicazioni portatili con la sua esclusiva modalità Flash* Freeze in grado di ridurre il consumo di energia statica fino a 5 uW e salvare i dati dalla RAM.

Gli FPGA Actel Flash consumano molta meno energia rispetto alla concorrenza, sia staticamente che dinamicamente, e possono essere utilizzati in applicazioni sensibili al consumo energetico e che richiedono un basso consumo energetico, ad esempio PDA, console di gioco, ecc.