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美高森美发布业界最低功耗的成本优化FPGA产品系列用于接入网、无线基础设施、国防和工业4.0市场

关键词:物联网(IoT)市场 无线基础设施 成本优化PolarFire现场可编程逻辑器件(FPGA)

时间:2017-02-15 16:59:54       来源:中电网

全新PolarFire FPGA器件提供 500K逻辑单元、12.7G 收发器功耗比竞争对手的中阶FPGA器件降低多达50%

致力于在功耗、安全、可靠性和性能方面提供差异化半导体技术方案的领先供应商美高森美公司(Microsemi Corporation,纽约纳斯达克交易所代号:MSCC)宣布提供全新成本优化PolarFire现场可编程逻辑器件(FPGA) 产品系列,在中等密度范围FPGA器件中具备了业界最低功耗、 12.7 Gbps串化/解串 (SerDes)收发器,以及领先的安全性和可靠性。该 FPGA产品系列适合广泛的应用范围,涵盖有线接入网络和蜂窝基础设施、国防和商用航空市场,以及包括工业自动化和物联网(IoT)市场的工业 4.0应用。

“我们新的FPGA产品系列改变了市场对于传统中等规模FPGA器件的认知。”美高森美副总裁兼业务部经理Bruce Weyer表示:“非易失性FPGA器件首次具备了全部已知好处,其明确的功耗和成本优势超越了带有10 Gpbs收发器的SRAM FPGA器件,从而提供了必要的差异性,在满足客户不断变化的需求的同时填补了市场空白。”

通过PolarFire FPGA器件,美高森美公司FPGA器件潜在市场扩大至超过25亿美元的规模,同时涵盖低端和中阶FPGA市场区间,此外,新产品系列的创新特性支持美高森美在通信基础设施市场实现持续增长。

现今的蜂窝基础设施和有线接入网络正在面对快速转型,一方面必须为客户提供兆兆字节(terabytes)的高价值内容,同时降低运营和资产支出花费,以及减少其热消耗和碳排放。美高森美的PolarFire FPGA器件提供最低功耗的10Gbps端口,为日益增多的聚合业务提供了高成本效益的带宽处理能力。全新FPGA系列还可以应对市场日益增多的现实网络安全威胁问题,以及基于深亚微米SRAM的FPGA器件的配置内存所面临的单事件翻转(SEU)相关的可靠性问题。

新器件适合多个通信市场应用领域,包括有线接入、网络边缘、城域 (1至40G);无线异构网络、无线回程、智能光学模块和视频广播。这些器件也非常适合国防和航空航天市场应用,比如加密和信任根、安全无线通信、雷达和电子战(EW)、飞机网络、推进和控制。PolarFire FPGA器件适合的工业市场应用包括流程控制和自动化、机器视觉处理和分析、可编程逻辑控制器、工业网络,以及视频和图像处理。

“PolarFire FPGA器件可让客户毋须购买具有较高功率且成本较高的FPGA器件来获得许多中等带宽应用所需的12.7G收发器性能,同时扩大了公司超低功耗、高可靠性和高安全性产品优势。”美高森美SoC产品部营销总监Shakeel Peera表示:“通过结合高成本效益PolarFire FPGA和美高森美广泛的专用标准产品(ASSP)组合,可以实现定时、语音处理、存储、光传输网络 (OTN)交换和运输领域的端至端解决方案,以及多个市场领域的功率管理。”

美高森美通过早期使用计划(Early Access Program)与精选客户密切合作,已经有项目开始采用PolarFire产品系列。

“除了开发先进的视频压缩、通信、测试和测量、网络和消费产品之外,A2e Technologies还为美高森美客户群提供相关的知识产权(IP)和设计服务。”A2e Technologies首席技术官Allen Vexler表示:“美高森美提供的FPGA具有高的信号处理性能和输入/输出(I/O)特性,及很低的功率消耗,这预期改变了我们开发用于监控、无人机和DVR等流媒体视频产品的思路,它开辟了一系列全新的可能性。”

主要特性和优势

通过与Silicon Creations合作,美高森美研制出了全面优化的12.7 Gbps收发器,尺寸小并且低功耗,从而将10 Gbps的总体功耗降低至90 mW以下。PolarFire器件具有同级最低的静态功耗,例如100K逻辑单元(LE)器件为25mW;零浪涌电流;独特的Flash*Freeze模式,在25度下 130 mW的待机功耗为同级最佳。对于相同的应用,其总功耗比竞争性FPGA器件降低多达50%。

美高森美还为客户提供分析功耗的功率估算器。在实施方案之后,客户还可以使用SmartPower Analyzer分析整个设计的功耗。

这个FPGA系列还具备配置单元的SEU先天免疫能力,提供业界最佳可靠性。其它增强可靠性的特性包括:内置单错校正和双错检测(SECDED)、大型静态随机存取存储器(LSRAM)的交叉存取,以及针对安全关键性设计的系统控制器暂停模式。

通过充分利用美高森美在安全性方面的专有技术,PolarFire FPGA器件提供具有Cryptography Research Incorporated (CRI) 专利的差分功率分析 (DPA) 位流保护功能、集成了物理不可克隆功能(PUF)、安全的56 KB嵌入式非易失性存储器(eNVM)、内置篡改检测器和对策、真正的随机数发生器、集成了Athena TeraFire EXP5200B Crypto协处理器(Suite B功能),以及 CRI的DPA应对策略的授权许可。

PolarFire器件的成本优化架构使用28纳米工艺,在标准的互补金属氧化物半导体(CMOS)上使用了Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (SONOS)非易失性工艺技术。该器件系列还集成了针对12.7 Gbps性能优化的收发器,具有较小尺寸和最低功耗,集成式I/O速率变换逻辑支持双数据速率(DDR)内存和低电压差分信号(LVDS),高性能安全类IP ,以及业界唯一在低成本中等密度范围FPGA器件上具有时钟和数据恢复(CDR)功能的1.6 Gbps I/O。

软件和 IP

美高森美Libero SoC 设计套件提供了全面并且易于学习使用和采纳的开发工具,用于其成本优化PolarFire FPGA器件的设计,提高了生产率。这款套件包含完整的设计流程,包括Synopsys Synplify Pro 综合和Mentor Graphics ModelSim Pro 混合语言仿真,带有同级最佳约束管理,以及美高森美差异化的调试套件SmartDebug。1G 以太网、10G 以太网、JESD204B、DDR 内存接口、AXI4 互联IP以及其它流行IP已经可以在PolarFire器件上部署。

PolarFire器件其它主要特性

内置支持数千兆位以及多种协议的收发器,提供从250 Mbps至12.7 Gbps的高速串行连接功能
最多481K逻辑单元,逻辑单元由四输入查找表(LUT)和可拆分的D类触发器组成。
最高 33 MB RAM
最高1480 个18 x 18 乘法累加模块,集成预加器。
集成双PCIe硬核,用于最高x4的Gen2终端 (EP) 和根端口(RP) 模式
高速 I/O (HSIO) 支持高达1600 Mbps DDR4、1333 Mbps DDR3L和 1333 Mbps LPDDR3/DDR3 存储器,带有集成式I/O速率变换器
通用 I/O (GPIO) 支3.3 V、内置用于串行千兆以太网(SGMII)的时钟和数据恢复 (CDR)功能,集成式I/O速率变换逻辑支持1067 Mbps DDR3 和 1600 Mbps 低电压差分信号(LVDS) 。

 

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