全新PolarFire FPGA器件提供 500K邏輯單元、12.7G 收發(fā)器
功耗比競爭對手的中階FPGA器件降低多達50%
致力于在功耗、安全、可靠性和性能方面提供差異化半導體技術方案的領先供應商美高森美公司(Microsemi Corporation，紐約納斯達克交易所代號：MSCC)宣布提供全新成本優(yōu)化PolarFire 現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA) 產品系列，在中等密度范圍FPGA器件中具備了業(yè)界最低功耗、 12.7 Gbps串化/解串 (SerDes)收發(fā)器，以及領先的安全性和可靠性。該 FPGA產品系列適合廣泛的應用范圍，涵蓋有線 接入 網(wǎng)絡和 蜂窩基礎設施、國防 和 商用航空 市場，以及包括工業(yè) 自動化和物聯(lián)網(wǎng) (IoT)市場的工業(yè) 4.0應用。
“我們新的FPGA產品系列改變了市場對于傳統(tǒng)中等規(guī)模FPGA器件的認知。”美高森美副總裁兼業(yè)務部經(jīng)理Bruce Weyer表示：“非易失性FPGA器件首次具備了全部已知好處，其明確的功耗和成本優(yōu)勢超越了帶有10 Gpbs收發(fā)器的SRAM FPGA器件，從而提供了必要的差異性，在滿足客戶不斷變化的需求的同時填補了市場空白?！?/p>
通過PolarFire FPGA器件，美高森美公司FPGA器件潛在市場擴大至超過25億美元的規(guī)模，同時涵蓋低端和中階FPGA市場區(qū)間，此外，新產品系列的創(chuàng)新特性支持美高森美在通信基礎設施市場實現(xiàn)持續(xù)增長。
現(xiàn)今的蜂窩基礎設施和有線接入網(wǎng)絡正在面對快速轉型，一方面必須為客戶提供兆兆字節(jié) (terabytes) 的高價值內容，同時降低運營和資產支出花費，以及減少其熱消耗和碳排放。美高森美的PolarFire FPGA器件提供最低功耗的10Gbps端口，為日益增多的聚合業(yè)務提供了高成本效益的帶寬處理能力。全新FPGA系列還可以應對市場日益增多的現(xiàn)實網(wǎng)絡安全威脅問題，以及基于深亞微米SRAM的FPGA器件的配置內存所面臨的單事件翻轉(SEU)相關的可靠性問題。
新器件適合多個通信市場應用領域，包括有線接入、網(wǎng)絡邊緣、城域 (1至40G)；無線異構網(wǎng)絡、無線回程、智能光學模塊和視頻廣播。這些器件也非常適合國防和航空航天市場應用，比如加密和信任根、安全無線通信、雷達和電子戰(zhàn)(EW)、飛機網(wǎng)絡、推進和控制。PolarFire FPGA器件適合的工業(yè)市場應用包括流程控制和自動化、機器視覺處理和分析、可編程邏輯控制器、工業(yè)網(wǎng)絡，以及視頻和圖像處理。
“PolarFire FPGA器件可讓客戶毋須購買具有較高功率且成本較高的FPGA器件來獲得許多中等帶寬應用所需的12.7G收發(fā)器性能，同時擴大了公司超低功耗、高可靠性和高安全性產品優(yōu)勢?！泵栏呱繱oC產品部營銷總監(jiān)Shakeel Peera表示：“通過結合高成本效益PolarFire FPGA和美高森美廣泛的專用標準產品(ASSP)組合，可以實現(xiàn)定時、語音處理、存儲、光傳輸網(wǎng)絡 (OTN)交換和運輸領域的端至端解決方案，以及多個市場領域的功率管理?！?/p>
美高森美通過早期使用計劃 (Early Access Program) 與精選客戶密切合作，已經(jīng)有項目開始采用PolarFire產品系列。
“除了開發(fā)先進的視頻壓縮、通信、測試和測量、網(wǎng)絡和消費產品之外，A2e Technologies還為美高森美客戶群提供相關的知識產權(IP)和設計服務?！盇2e Technologies首席技術官Allen Vexler表示：“美高森美提供的FPGA具有高的信號處理性能和輸入/輸出(I/O)特性，及很低的功率消耗，這預期改變了我們開發(fā)用于監(jiān)控、無人機和DVR等流媒體視頻產品的思路，它開辟了一系列全新的可能性。”
主要特性和優(yōu)勢
通過與Silicon Creations合作，美高森美研制出了全面優(yōu)化的12.7 Gbps收發(fā)器，尺寸小并且低功耗，從而將10 Gbps的總體功耗降低至90 mW以下。PolarFire器件具有同級最低的靜態(tài)功耗， 例如100K邏輯單元(LE)器件為25mW；零浪涌電流；獨特的Flash*Freeze模式，在25度下 130 mW的待機功耗為同級最佳。對于相同的應用，其總功耗比競爭性FPGA器件降低多達50%。
美高森美還為客戶提供分析功耗的功率估算器。在實施方案之后，客戶還可以使用SmartPower Analyzer分析整個設計的功耗。
這個FPGA系列還具備配置單元的SEU先天免疫能力，提供業(yè)界最佳可靠性 。其它增強可靠性的特性包括：內置單錯校正和雙錯檢測(SECDED)、大型靜態(tài)隨機存取存儲器(LSRAM)的交叉存取，以及針對安全關鍵性設計的系統(tǒng)控制器暫停模式。
通過充分利用美高森美在 安全性方面的專有技術，PolarFire FPGA器件提供具有Cryptography Research Incorporated (CRI) 專利的差分功率分析 (DPA) 位流保護功能、集成了物理不可克隆功能(PUF)、安全的56 KB嵌入式非易失性存儲器(eNVM)、內置篡改檢測器和對策、真正的隨機數(shù)發(fā)生器、集成了Athena TeraFire EXP5200B Crypto協(xié)處理器(Suite B功能)，以及 CRI的DPA應對策略的授權許可。
PolarFire器件的成本優(yōu)化架構使用28納米工藝，在標準的互補金屬氧化物半導體(CMOS)上使用了Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (SONOS)非易失性工藝技術。該器件系列還集成了針對12.7 Gbps性能優(yōu)化的收發(fā)器，具有較小尺寸和最低功耗，集成式I/O速率變換邏輯支持雙數(shù)據(jù)速率(DDR)內存和低電壓差分信號(LVDS)，高性能安全類IP ，以及業(yè)界唯一在低成本中等密度范圍FPGA器件上具有時鐘和數(shù)據(jù)恢復(CDR)功能的1.6 Gbps I/O。
軟件和 IP
美高森美 Libero SoC 設計套件 提供了全面并且易于學習使用和采納的開發(fā)工具，用于其成本優(yōu)化PolarFire FPGA器件的設計，提高了生產率。這款套件包含完整的設計流程，包括Synopsys Synplify Pro 綜合和Mentor Graphics ModelSim Pro 混合語言仿真，帶有同級最佳約束管理，以及美高森美差異化的調試套件SmartDebug。1G 以太網(wǎng)、10G 以太網(wǎng)、JESD204B、DDR 內存接口、AXI4 互聯(lián)IP以及其它流行IP已經(jīng)可以在PolarFire器件上部署。
PolarFire器件其它主要特性
·內置支持數(shù)千兆位以及多種協(xié)議的收發(fā)器，提供從250 Mbps至12.7 Gbps的高速串行連接功能
·最多481K邏輯單元，邏輯單元由四輸入查找表(LUT) 和可拆分的D類觸發(fā)器組成。
·最高 33 MB RAM
·最高1480 個18 x 18 乘法累加模塊，集成預加器。
·集成雙PCIe硬核，用于最高x4的Gen2終端 (EP) 和根端口(RP) 模式
·高速 I/O (HSIO) 支持高達1600 Mbps DDR4、1333 Mbps DDR3L和 1333 Mbps LPDDR3/DDR3 存儲器，帶有集成式 I/O 速率變換器
·通用 I/O (GPIO) 支3.3 V、內置用于串行千兆以太網(wǎng) (SGMII)的時鐘和數(shù)據(jù)恢復 (CDR)功能， 集成式I/O速率變換邏輯支持1067 Mbps DDR3 和 1600 Mbps 低電壓差分信號(LVDS) 。