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高灵活性与低成本FPGA集成MCU与存储

张慧娟?? EDNChina?? 2012年09月26日 ?? 收藏0
日前, 国内首家片上可配置应用平台CAP(Configurable ApplicationPlatform)厂商—京微雅格(Capital-Micro)宣布开始发售其新一代架构的CME-M5(金山)FPGA器件。该产品系列集成了片上MCU处理器、SRAM存储器、Flash配置存储器、RTC片内时钟等硬件单元,非常适合工业、无线、固网、军事和汽车等市场应用。

据京微雅格市场总监窦祥峰介绍,金山系列FPGA集成了增强型8051,全系列共分为三大类:纯FPGA(CME-M5-P)、集成SRAM的FPGA(CME-M5-M)和集成MCU硬核的FPGA(CME-M5-C)。之所以整合8051,窦祥峰说:“一方面是这项技术足够成熟,另一方面也是因为它面积够小,价钱便宜,完全符合金山系列面向中低端市场应用的定位。”

金山系列FPGA采用了TSMC的65nm(65GP)工艺开发,与前几代产品相比,它采用了全新的Tile 架构,性能较前代产品提高了10倍,成本降低50%。这一系列的每一类产品均提供3K/6K等效逻辑单元,片内集成配置Flash和Efuse,结合128位 AES配置信息加密功能,可提供双重保护措施。窦祥峰强调,一些厂商采用外挂加密的方式,这会导致一部分FPGA资源被无故调用,并导致芯片成本增加,此外,所选加密算法是否够好也会直接影响FPGA的性能,与之相比,单芯片加密安全性更强、性价比更高。

金山系列FPGA方框图
金山系列FPGA方框图

为了提供更灵活的配置方式,金山系列产品有Passive serial(PS)、Active serial(AS)以及JTAG方式在线调试、测试和脱机运行产品可供选择。京微雅格销售市场副总裁刘伟说:“在当前激烈的竞争环境中,只有能够快速推出高性能、低成本且同时适应市场需求产品的公司才能生存,这就要求产品的核心器件必须具备高集成度、高性能、高灵活性和可扩展性。金山系列FPGA比传统专属功能的MCU具有更大的灵活性,比现有使用软核处理器的FPGA具有更低的成本,有超越MCU+CPLD与FPGA系统的BOM成本和性能优势。此外,其丰富的逻辑资源、存储资源以及嵌入式处理器,可使客户的设计游刃有余。目前金山系列每个器件都有多种封装,同一封装的所有器件均引脚兼容,可为用户提供灵活的、差异化的、低成本的、高安全性的系统集成解决方案。”

FPGA作为一种可编程器件,软件对产品的重要性不言而喻。据了解,金山系列FPGA采用京微雅格自主知识产权的Primace开发系统,它采用完全图形化的界面,能够实现synthesis、mapper、placement、routing、bitgen 、simulation等全流程的FPGA设计。支持第三方EDA工具:Leondaro、Spectrum、Modelsim、Prime time以及Keil,并内嵌有Keil-C的AGDI接口,嵌入式软件开发者可在Keil-C中编译和在线调试8051的固件,可极大缩短产品面市的时间。

在FPGA巨头Altera、Xilinx纷纷推出内嵌ARM硬核产品的当下,京微雅格仍执着于8051的开发,究其原因,窦祥峰表示,当前既熟悉FPGA开发又精通ARM硬核的人才还很匮乏,这是进行研发设计的最大障碍;其次,ARM高昂的专利费也是暂时却步的原因之一。但他同时表示,ARM硬核渐成主流,FPGA嵌入ARM硬核也确实是市场趋势,京微雅格正在积极考虑未来嵌入哪个类型的ARM硬核或是其它的处理器核,着眼点则是如何为客户带来更多的便利。而一旦有基于ARM的FPGA产品上市,将会比前几代产品的应用范围更广泛,可能会涉及视频的前端处理以及军用雷达的过程控制等。

作为国内片上可配置应用平台的先行者,京微雅格创立于2006年,其前身为雅格罗技(Agate),现为北京市政府投资项目。围绕自主创新的现场可编程技术、可定制互连资源和可配置应用平台架构等技术,京微雅格可针对不同领域的需求提供差异化的产品,目前主要以CME1000/2000/3000(泰山/衡山/金山)定位于低成本、微控处理单元为核心的中低端领域,以CME4000/5000为产品基础、定位于高性能的网络交换与数据包处理等高端应用。以不断完善的产品线为基础,京微雅格将在产品性能和工艺制程方面进行不断提升。据悉,该公司将于今年第四季度推出的CME-M7系列产品会采用55nm制程技术。

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FPGA? MCU? SRAM? 片上可配置应用?

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