Produkteigenschaften

Mikrosemi

Microsemi Corporation mit Hauptsitz in Irvine, Kalifornien, ist ein führender Entwickler, Hersteller und Vermarkter von leistungsstarken integrierten Analog- und Mixed-Signal-Schaltkreisen sowie hochzuverlässigen Halbleitern, die Stromversorgungen verwalten und steuern oder regeln, vor transienten Spannungsspitzen schützen und übertragen , Signale empfangen und verstärken.

Zu den Produkten von Microsemi gehören eigenständige Komponenten und integrierte Schaltkreislösungen, die Kundendesigns verbessern, indem sie Leistung und Zuverlässigkeit verbessern, Batterien optimieren, die Größe reduzieren und Schaltkreise schützen.Anwendungen.

Einführung in FPGAs bei Microsemi

Microsemi erwarb Actel im Jahr 2010 und machte die FPGAs von Microsemi drei Jahrzehnte alt.Die FPGAs von Actel wurden im letzten Jahrzehnt erfolgreich in mehr als 300 Raumfahrtprogrammen eingesetzt, was beweist, dass die FPGAs von Actel zweifellos zuverlässig sind.

Die Anti-Fuse-Geräte waren hauptsächlich für den militärischen Markt bestimmt und nicht für den zivilen Markt zugänglich, so dass der Eindruck von Actel immer im Dunkeln blieb, bis 2002 seine innovativen Flash-basierten FPGAs eingeführt wurden, was das Geheimnis von Actel enthüllte, das seitdem nach und nach gelüftet wurde hat seinen Weg auf den zivilen Markt gefunden und ist jedem bekannt.Der erste FPGA mit Flash-Architektur war ProASIC, dessen Einzelchip-Eigenschaften denen von CPLDs entsprachen und dessen geringer Stromverbrauch und hohe Kapazität über die von CPLDs hinausgingen. Er wurde von Entwicklungsingenieuren gelobt, und immer mehr Menschen verwendeten FPGAs mit Flash-Architektur als Ersatz für die ursprünglichen CPLDs und SRAM-FPGAs.

Da sich die Bedürfnisse der Gesellschaft ständig ändern, verbessert Actel ständig seine FPGA-Technologie und verfeinert und erweitert ständig die Funktionen und internen Ressourcen von FPGAs. Im Jahr 2005 brachte Actel die dritte Generation von FPGAs mit Flash-Architektur auf den Markt – den ProASIC3/E.Der erfolgreiche Start des ProASIC3/E läutete eine neue Entwicklungswelle ein.Die erfolgreiche Einführung des ProASIC3/E läutete einen neuen „Kampf“ zwischen FPGAs ein.Die ProASIC3/E-Familie wurde als Reaktion auf die starke Marktnachfrage nach voll ausgestatteten, kostengünstigen FPGAs für Verbraucher-, Automobil- und andere kostensensible Anwendungen entwickelt.Im Folgenden sind die Produkte von Actel aufgeführt.

Fusion: das branchenweit erste FPGA mit analoger Funktionalität, das 12-Bit-AD, Flash-Speicher, RTC und andere Komponenten integriert, um SoC Wirklichkeit werden zu lassen.

IGLOO: ein FPGA mit extrem geringem Stromverbrauch und einem einzigartigen Flash *Freeze-Schlafmodus, in dem der niedrigste Stromverbrauch bis zu 5 µW beträgt und der Zustand von RAM und Registern erhalten bleibt.

IGLOO2: optimierte I/O basierend auf IGLOO, bietet eine hervorragende Anzahl von I/O-Ports, Unterstützung für Smitter-Trigger-Eingänge, Hot-Plugging und andere Funktionen.

ProASIC3L: bietet nicht nur die hohe Leistung von ProASIC3, sondern auch einen geringen Stromverbrauch.

Nano: Das FPGA mit dem niedrigsten Stromverbrauch der Branche, mit einem minimalen statischen Stromverbrauch von 2 µW, einem ultrakleinen 3 mm x 3 mm-Gehäuse und einem extrem niedrigen Einstiegspreis von 0,46 US-Dollar.

Diese Serien sind alle Teil der FPGAs der dritten Generation mit Flash-Architektur von Actel, deren unterschiedliche Funktionen den Anforderungen verschiedener Märkte gerecht werden und Benutzern eine breite Palette von Optionen und unerwarteten Effekten bieten, um die Wettbewerbsfähigkeit ihrer Produkte zu verbessern.Werfen wir einen Blick auf die aufregenden Funktionen der Flash-Architektur-FPGAs der dritten Generation von Actel.

Polarfire FPGA-Familie

Die PolarFire-FPGAs von Microsemi sind nichtflüchtige FPGA-Geräte der fünften Generation mit der neuesten nichtflüchtigen 28-nm-Prozesstechnologie, mittlerer Dichte und niedrigstem Stromverbrauch, integrierter FPGA-Architektur mit niedrigstem Stromverbrauch, 12,7-Gbit/s-Transceiver mit niedrigstem Stromverbrauch und integriertem Dual-PCI-Express mit geringem Stromverbrauch Gen2 (EP/RP) sowie optionale Datensicherheitsgeräte und ein integrierter Verschlüsselungs-Coprozessor mit geringem Stromverbrauch.Mit bis zu 481 K Logikzellen, Betriebsspannungen von 1,0 V bis 1,05 V und Betriebstemperaturen von kommerziellen (0 °C – 100 °C) und industriellen (-40 °C – 100 °C) ist die FPGA-Produktlinie von Microsemi breit gefächert. und die Einführung von PolarFire erweitert seinen potenziellen Markt für FPGAs auf den 2,5-Milliarden-Dollar-Markt für Geräte mittlerer Dichte.

Warum Microsemi-FPGAs verwenden?

1 Hohe Sicherheit

Die Sicherheit der FPGAs der Actel Flash-Architektur spiegelt sich in drei Schutzebenen wider.

Die erste Schicht gehört zur physikalischen Schutzschicht. Die Transistoren der FPGAs der dritten Generation der Flash-Architektur von Actel sind durch sieben Metallschichten geschützt. Das Entfernen der Metallschicht ist durch Reverse Engineering (mit bestimmten Mitteln zum Entfernen eines Metalls) nur sehr schwer zu erreichen Schicht, um den Schaltzustand der internen Transistoren zu sehen und so das Design zu reproduzieren);Flash-FPGAs sind nichtflüchtig, es ist kein externer Konfigurationschip erforderlich, ein einzelner Chip. Sie können eingeschaltet und betrieben werden, ohne befürchten zu müssen, dass der Datenstrom während des Konfigurationsprozesses abgefangen wird.

Die zweite Schicht ist die Flash Lock-Verschlüsselungstechnologie, die, wie der Name schon sagt, einen Sperreffekt auf die Flash-Zellen hat.Es handelt sich um einen 128-Bit-Verschlüsselungsalgorithmus, der unbefugte Vorgänge auf dem Chip verhindert, indem der Schlüssel zur Verschlüsselung auf den Chip heruntergeladen wird. Ohne den Schlüssel kann der Chip nicht programmiert, gelöscht, verifiziert usw. werden. Die zweite Ebene ist die Flash Lock-Verschlüsselung Technologie, bei der es sich um einen 128-Bit-Verschlüsselungsalgorithmus handelt, der unbefugte Vorgänge auf dem Chip verhindert, indem der Schlüssel zur Verschlüsselung auf den Chip heruntergeladen wird.

Die dritte Schicht ist eine Technologie, die Programmierdateien mit dem international standardmäßigen AES-Verschlüsselungsalgorithmus verschlüsselt. Dabei handelt es sich um einen Verschlüsselungsalgorithmus, der dem US Federal Information Processing Standards (FIPS) Dokument 192 entspricht, das von US-Regierungsbehörden zum Schutz sensibler und öffentlicher Informationen verwendet wird.Der Algorithmus kann etwa 3,4 x 1038 128-Bit-Schlüssel enthalten, verglichen mit der 56-Bit-Schlüsselgröße im früheren DES-Standard, der etwa 7,2 x 1016 Schlüssel bereitstellt.Im Jahr 2000 übernahm das National Institute of Standards and Technology (NIST) den AES-Standard als Ersatz für den DES-Standard von 1977, wodurch die Zuverlässigkeit der Verschlüsselung erheblich verbessert wurde.NIST veranschaulicht die theoretische Sicherheit, die AES bietet, indem es zeigt, dass, wenn ein Computersystem einen 56-Bit-DES-Schlüssel in einer Sekunde knacken kann, es etwa 149 Billionen Jahre dauern könnte, einen 128-Bit-AES-Schlüssel zu knacken, während dies im Universum dokumentiert ist weniger als 20 Milliarden Jahre alt, Sie können sich also vorstellen, wie zuverlässig die Sicherheit ist.

Actel Flash FPGAs, die auf dem oben genannten dreifachen Schutz basieren, ermöglichen einen guten Schutz des wertvollen geistigen Eigentums des Benutzers und ermöglichen auch einen Remote-ISP, der die zuverlässigste Sicherheit für programmierbare Logikdesigns bietet.

2 Hohe Zuverlässigkeit

Bei SRAM-basierten Transistoren sind zwei Arten von Fehlern unvermeidlich: Soft Error und Firm Error, die durch hochenergetische Partikel (Neutronen, Partikel) in der Atmosphäre verursacht werden, die die SRAM-Transistoren bombardieren und sich aufgrund ihres hohen Energieinhalts verändern können der Zustand des Transistors während der Kollision mit einem bestimmten Transistor.

Der sogenannte Soft-Fehler betrifft hauptsächlich SRAM-Speicher, z. B. SRAM, DRAM usw. Wenn ein hochenergetisches Teilchen auf den Datenspeicher des SRAM trifft, wird der Datenzustand umgekehrt, von 0 auf 1 oder 1 auf 0, was zu … ein vorübergehender Datenfehler, der verschwindet, wenn die Daten neu geschrieben werden.Dabei handelt es sich um behebbare Fehler, die durch die im FPGA integrierte EDAC-Schaltung (Error Detection and Correction) reduziert werden können.

Ein Firmware-Fehler liegt vor, wenn die SRAM-FPGA-Konfigurationszelle oder die Verkabelungsstruktur durch energiereiche Partikel in der Atmosphäre bombardiert wird, was zu einer Änderung der Logikfunktion oder einem Verkabelungsfehler führt, der zu einem vollständigen Systemausfall führt und bis zur Überprüfung und Korrektur bestehen bleibt.

Die Actel Flash-Architektur ist aufgrund ihrer einzigartigen Flash-Technologie immun gegen Firmware-Fehler. Diese erfordert eine hohe Spannung, um den Zustand eines Transistors im Flash-Prozess zu ändern. Diese Anforderung kann von gewöhnlichen energiereichen Teilchen nicht erfüllt werden, sodass die Bedrohung nahezu ausgeschlossen ist -existent.

3 Geringer Stromverbrauch

Im Allgemeinen gibt es in FPGAs vier Arten des Stromverbrauchs: Einschaltstrom, Konfigurationsstrom, statischer Strom und dynamischer Strom.Im Allgemeinen weisen FPGAs alle vier Arten von Stromverbrauch auf, während Actel Flash-FPGAs nur über statischen Strom und dynamischen Strom, keinen Einschaltstrom oder Konfigurationsstrom verfügen, da beim Einschalten kein großer Anlaufstrom und beim Ausschalten erforderlich ist ist nichtflüchtig und erfordert keinen Konfigurationsprozess.

Flash-basierte FPGAs bestehen aus zwei Transistoren pro programmierbarem Schalter, während SRAM-basierte FPGAs aus sechs Transistoren pro programmierbarem Schalter bestehen. Rein im Hinblick auf die Analyse des Schalterstromverbrauchs verbrauchen Flash-FPGAs also viel weniger Strom als SRAM-FPGAs.

Die Fusion-Serie unterstützt einen Modus mit geringem Stromverbrauch, bei dem der Chip selbst eine 1,5-V-Spannung für den Kern bereitstellen und über die interne RTC und die Logik des FPGA herunter- und wieder aktiviert werden kann, um einen geringeren Stromverbrauch zu erreichen;Die FPGAs der Serien IGLOO und IGLOO+ von Actel sind für Handheld-Anwendungen konzipiert. Der einzigartige Flash* Freeze-Modus kann den statischen Stromverbrauch auf bis zu 5uW reduzieren und Daten aus dem RAM sparen.

Actel Flash FPGAs verbrauchen sowohl statisch als auch dynamisch viel weniger Strom als die Konkurrenz und können in Anwendungen verwendet werden, die stromempfindlich sind und einen geringen Stromverbrauch erfordern, z. B. PDAs, Spielekonsolen usw.