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SmartFusion实现FPGA+MCU子系统+可编程模拟电路

丛秋波?? EDN China副主编?? 2010年03月31日 ?? 收藏0

  对于FPGA市场来说,Actel(爱特)公司SmartFusion智能混合信号 FPGA 的推出,是一项重要的创新技术,这是因为在FPGA中首次嵌入了一个完整的微控制器子系统 (microcontroller subsystem, MSS),系统包括所有处理器外设和可编程模拟模块,实现了真正的单芯片系统,能够满足设计人员自行创建与众不同的嵌入式方案的全部需求。

  Actel公司总裁兼首席执行官John East告诉本刊记者,SmartFusion系列结合了逻辑、微控制器子系统和模拟这三个可编程模块。即带有Actel经过验证的FPGA架构,该架构包括基于ARM Cortex-M3硬核处理器的完整微控制器子系统,以及可编程Flash模拟模块。实现易于使用的完全可定制系统设计平台,让嵌入式应用设计人员现在无需进行线路板级改变,就能够快速优化硬件/软件折衷权衡。在SmartFusion器件内,所有数据都会从处理器传送到FPGA,或从模拟模块传送到处理器,或在FPGA和片上模拟模块之间传送。此外,Actel的FlashLock技术也提供了出色的IP安全保障。

  据介绍,SmartFusion器件是由Actel公司于2005年推出的首个Fusion混合信号FPGA演进而来,主要是瞄准现今复杂的嵌入式设计而开发。该器件的主要特点和功能体现在:第一,功能齐全的FPGA:SmartFusion器件具有Actel经过验证的基于快闪技术的ProASIC 3 FPGA架构,使用先进的130nm 七层快闪CMOS工艺技术,系统门密度范围为60K至500K,并具有350 MHz工作频率和最多204个I/O。这种组合能够集成来自其它器件的现有功能,大幅减少线路板空间和总体系统的功耗;第二,微控制器子系统:器件的智能性是以微控制器子系统的形式加入FPGA的,子系统带有100 MHz 工作频率的ARM Cortex-M3处理器硬核,全部标准外设和功能包括:多层AHB通信矩阵,吞吐率高达16 Gbps ,带有RMII 接口的10/100以太网MAC和SPI、I2C、UART、32位定时器(各有两个)。具有最高512 KB闪存和64 KB SRAM和外部存储器控制器(EMC)以及8通道DMA控制器;第三是可编程模拟模块:创新性专有模拟计算引擎(ACE) 能执行采样排序和计算,能够分担ARM Cortex-M3处理器的模拟初始化和处理任务,可编程模拟系统包括:精度为1%的ADC和DAC 和多达三个采样频率为600 Ksps的12位ADC。最多三个12位第一阶DAC、10个50 ns高速比较器并集成多种温度、电压和电流监控功能。

  目前,SmartFusion系列将有三款器件推出,A2F200已量产,A2F500将于今年第二季度推出,A2F060推出的时间是今年的下半年。这三款产品系统门密度范围从60K到500K,每款器件都带有基于硬件ARM Cortex-M3处理器的微控制器子系统、模拟前端 (AFE) 和模拟计算引擎(ACE)。主要针对马达控制、工业自动化和系统管理、电源管理等领域里的应用。

  Actel Libero集成设计环境 (IDE) 可为逻辑设计提供全面的支持,Libero IDE是一款全面的软件工具套件,管理从设计入、综合和仿真到布局布线、定时和功率分析的整个设计流程。设计人员可以使用Actel针对SoC系统的新一代模块化设计创建工具SmartDesign (包含在Libero IDE内) 来处理设计的系统级芯片 (SoC) 部分 (MCU和外设配置,以及至整个架构的接口)。而爱特也同时提供名为SoftConsole的Eclipse集成设计环境(IDE),其中包含了GNU C/C++编译器。

  John East表示,SmartFusion的推出,是Actel公司在扩展市场方面,实施与其它FPGA供应商差异化道路的战略。从产品发展路线图来看,第一步是ProASIC 技术,向市场推出基于快闪的FPGA器件;第二步是Fusion,这是首款将混合信号知识产权 (IP) 和FPGA架构相结合的器件,它还包括软件32位ARM Cortex-M1处理器和可编程模拟构件,构成了SmartFusion的前身。而下一个合理步骤自然是集成了硬件ARM Cortex-M3处理器的SmartFusion。

SmartFusion


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SmartFusion? 微控制器子系统? 可编程模拟模块? Actel?

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