美高森美SmartFusion2 SoC FPGA技术特点全解析

近日，美高森美又推出了模数混合的smartFusion2 SoC FPGA。

说起FPGA厂家，Altera、赛灵思、lattice这些大家都耳熟能详了，但美高森美似乎就不那么熟知了，这里就不得不提到以前的另一家FPGA厂家--爱特(ACTEL)。爱特曾效力于美国军工和航空领域，以前都是在做军工级产品的，实力可见一斑，虽然其市场份额不如Altera、赛灵思、lattice这些FPGA厂商，但是其基于Flash结构的FPGA，具有安全性高，上电即运行，功耗低等特点，在军工、航空航天这些对性能、安全要求极其严苛的领域，爱特的产品还是占据着主导地位的。但是2010年，爱特被美高森美收购，成为了美高森美的SoC产品部，在当年这也是业内相当大的新闻，借着爱特在FPGA领域的技术优势，美高森美也跻身进入FPGA行业，由此我们就看到了今天的SmartFusion2 SoC FPGA。

简述完了历史，简单来看下SmartFusion2 SoC FPGA技术特点吧：

安全性高

从官方提供的资料看，SmartFusion2继承了爱特FPGA一贯的高安全性，它使用SoC FPGA业界唯一具备物理上不可克隆功能(physically unclonable function，PUF)的密匙登记和重建能力，打造具有安全密匙存储能力的根源可靠性(root-of-trust)设备。SmartFusion2也是唯一使用Cryptographic Research Incorporated (CRI)产品组合技术来防御差分功率分析(differential power analysis，DPA)攻击的SoC FPGA器件。另外用户还可以利用多个内置的加密处理加速器，基于非易失性Flash(快闪)技术，使SmartFusion2在防止篡改、克隆、反向工程方面比采用SRAM结构的FPGA更具有优势，同时也省去了PROM配置芯片，响应速度更快。

可靠性高

SmartFusion2具备单事件翻转(single event upset，SEU)免疫能力，另外由于是Flash(快闪)结构，其具有固件免疫能力，任何高能量的中子和a粒子撞击器件都丝毫没有影响，这是SRAM型FPGA所不具备的，在航空航天等领域面临的极端环境下，这个特性尤为重要。

功耗低

SmartFusion2提供了同等的SRAM FPGA器件低100倍的待机功耗，且不影响性能。特别提到的是在Flash*Freeze超低待机功耗模式下，SmartFusion2的功率可低至1mW。这对于有功耗特别要求的领域帮助是相当大的。下图是与Altera、赛灵思的功耗对比，效果相当明显。

SmartFusion2与Altera、赛灵思FPGA功耗对比图

另外SmartFusion2还集成了一颗ARM Cortex-M3的硬核，作为SoC FPGA，SmartFusion2是行业内唯一集成FPGA、ARM处理器硬核，以及可编程模拟资源于一体的器件，这也为工程师设计带来了更大的灵活性和便利性。下图是SmartFusion2的功能框图，可以很清晰的看到SoC中的各个子系统。

SmartFusion2功能框图

目前客户已经可以向美高森美进行SmartFusion2 的工程样片申请，而产品的正式量产预计在明年的三月份。在一些对安全、稳定性以及功耗有特殊要求的领域，美高森美的这款FPGA还是相当值得试下的，期待它的市场表现。