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爱特:基于快闪的低功耗和混合信号FPGA

发布时间:2020-06-13 发布时间:
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      爱特公司(Actel)是低功耗和混合信号FPGA的领先供应商,拥有齐全的系统和功率管理解决方案,为此,EEWORLD专访了爱特公司亚太区总经理赖炫州,为大家介绍一个准确全面的Actel FPGA产品故事!
      
                                
                                   爱特公司亚太区总经理赖炫州

     EEWORLD:请您简要介绍公司FPGA产品特点及相应应用领域。

      我们全面的产品系列包括各种获奖的FPGA器件,如基于快闪技术并具有业界最低功耗的IGLOO®和IGLOO® PLUS FPGA。该系列的最新成员为IGLOO® nano,是业界功耗最低、体积最小的产品,无论在功耗、尺寸、交货时间、工作温度和成本方面,都有突破性的表现。

     爱特基于非易失性快闪技术的ProASIC3®系列FPGA(包括ProASIC3/E、ProASIC3 nano和 ProASIC3L)完全支持ARM® Cortex™-M和ARM7™软处理器IP核,能够支持1万到300万个系统门和多达620个I/O。

      Actel Fusion器件是业界首个,也是唯一的混合信号FPGA系列。Fusion FPGA使用爱特独特的快闪技术,将可配置的模拟功能、大容量非易失性存储器、齐全的时钟生成功能和管理电路,以及基于快闪技术的高性能可编程逻辑全部集成在一块单芯片中。Fusion是最权威的混合信号FPGA平台,其创新架构可与软MCU核以及性能最佳的32位ARM Cortex-M1核共享。

     Actel的RTAX FPGA是业界领先的耐辐射FPGA,非常适合用于系统关键性设计。

     我们还创建了专有的FPGA设计和开发软件Libero®集成设计环境(IDE)。这款创新软件集成了爱特的设计创建和物理实现工具,以及来自领先自动化电子设计(EDA)厂商的一流综合和验证工具,可以支持所有的Actel FPGA器件。

     我们的全资子公司Pigeon Point Systems可为基于AdvancedTCA、AdvancedMC和 MicroTCA架构的模块平台提供世界级的管理组件。

     我们定位于消费电子和便携设备市场,包括便携医疗产品、工业控制、汽车电子,太空,军事/航天市场,同时亦会为未来的环保数据中心提供相关产品。

     EEWORLD:FPGA目前主要的话题是“绿色”,低功耗,Actel FPGA 采用flash工艺,使用器件最少,功耗也相当低,请谈谈具体表现。

     几年前,我们就开始着眼于高功效FPGA的开发。我们的企业、员工和产品均致力于在能耗敏感领域实现持续的创新。

     我们的低功耗快闪FPGA针对功耗和成本进行了优化,能满足设计工程师的要求,帮助他们使产品快速上市,并在市场中长期获利。Actel的快闪FPGA具有最低功耗,并备有采用各种封装的版本,而且还是业界安全性最高、固件错误免疫能力最强、上电即用的可重编程器件。而Actel的 IGLOO®和ProASIC®3系列FPGA则是大批量、低功耗、低成本应用的极好选择。

     我们的FPGA技术具有独特的低功耗特性,这些特性对于整体系统设计和功率预算影响深远。Actel的超低功耗快闪FPGA具有业界最低功耗(低至2 µW),并提供多种功率模式选择、小封装尺寸(小至3x3 mm)和低成本。

     相比最接近的低功耗竞争产品,采用Actel IGLOO器件能够延长电池寿命长达10倍;若采用Actel 的IGLOO PLUS器件,每I/O的功耗更低至最接近低功耗竞争产品的十六分之一。这是因为爱特的产品系统运行的所有五个阶段中均具有出色的总体功率曲线及更低的功耗。

     采用IGLOO、IGLOO nano、IGLOO PLUS、ProASIC3、ProASIC3 nano和ProASIC3L低功耗快闪FPGA及Fusion混合信号FPGA,便能够通过这些器件的低功耗模式,将功耗降低至2 µW。

     EEWORLD:Actel提供的功耗分析及优化软件对FPGA设计的帮助有多大?[page]

     Actel的Libero®集成设计环境(IDE)包括由功率驱动的自动化布局布线工具。而Actel FPGA则提供了一个精密的平台,让客户能够在其上构建高性能、低功耗的数字解决方案。利用Libero IDE,用户可充分挖掘这些器件的性能潜力,同时可借助具功率意识的布局布线工具来进行优化,最大限度地降低功耗。

      在低功耗设计中,首先需要选择好器件和创建系统架构。工作电压为1.2V的IGLOO、IGLOO PLUS或ProASIC3L系列器件可实现业界最低的静态和动态功耗。

      第二采用良好的设计工序,例如仔细考虑时钟树结构的使用来最大限度地降低容抗,小心避免超频(over-clocking)现象,采用门控时钟来控制时钟网络,利用设计规划减少时钟域的整体范围,都有助于在产品开发前期建立节能设计。此外,仔细选择和建立RAM实施方案,以及通过最大限度地减少寄存器、采用寄存器均衡和流水线技术来优化逻辑,使用格雷码计数器替代二进制计数器,以及使用FSM编码技术,都有助于节能产品的开发。

     最后值得一提的是,通过灵活使用I/O,以获得合适的加载、驱动强度和使能置位速率,可以显着降低任何FPGA设计的动态功耗。由于Libero IDE开发工具能够完成这些设计过程,因而可以进一步自动提高功率性能,或全面分析设计,找出整个设计中的功耗源头,让FPGA设计人员得以采取措施,尽最大可能降低功耗。

     EEWORLD:Actel的混合信号FPGA可谓FPGA产品中的明星产品, 加入混合信号可以方便工程师哪些方面的设计?

     Actel的混合信号FPGA系列产品可让客户将数项功能集成在一块单芯片中,同时维持相当低的系统功耗。混合信号FPGA除了可以减少总体芯片数目之外,还避免了多芯片方案常有的精度降低和噪声问题。以上所有因素不单实现了更低的功率曲线,并带来了其它的优势,如更高的信号完整性和更低的总体系统成本。

     相比混合信号ASIC器件或复杂的多芯片解决方案,Fusion器件的最主要优势是上市时间短。Fusion器件提供大量的外设和90多个内核,使得设计人员能够快速创建任何数目的定制设计。Fusion Smart Peripheral外设包括模数转换器、高压模拟I/O、电流监控模块、温度监控模块、嵌入式闪存、RTC、片上温度探针、栅极驱动器、电压调节器,以及振荡器。所有IP均可通过Fusion Smart Backbone,直接访问Fusion Smart Peripheral。Fusion器件能够支持众多应用,包括功率管理、热监控、电机控制、SRAM初始化和配置,以及数据捕获和记录。

     EEWORLD:国内FPGA设计公司与国外设计公司相比是否有差距,哪些公司的产品能给您留下深刻的影响?

     我们认为FPGA是前景光明的产业,因此中国以至世界各地企业之间的竞争是不可避免的。我们留意到中国企业已经使用FPGA构建大量的原型产品,这促进了FPGA产业在中国的发展。同时,FPGA的开发工具也在不断改进,将为中国的开发企业提供了更多的机会。爱特公司目前也正在与许多第三方开发企业合作。

     无论竞争来自何方,爱特公司都表示欢迎,因为健康的竞争只会促使FPGA产业出现更多的创新,并加快创新的速度。

     EEWORLD:FPGA工程对软件开发环境还是很在意的,尤其是程序下载速度问题,公司在这方面有何打算?

     Actel Libero®集成设计环境(IDE)是完备的设计和物理实现软件工具套件,可为所有水平的用户提供从始至终的开发工具和设计流程指引。

    Libero IDE能够帮助设计人员管理整个FPGA设计流程,从设计创建、综合和仿真,到基础规划、布局布线、时序约束生成和分析、功率分析直到程序文件生成和硬件调试,都能够轻松处理。

     我们通过代码开发,以及提供全面的评测工具套件、入门级开发工具套件,以及开发工具套件,支持简便设置嵌入处理器和基于总线的系统级芯片(SoC)设计,帮助用户以尽可能快的速度开发出最终产品。

     用户可从公司网站方便快速地下载Libero IDE软件。此外,在执行IDE软件安装程序时,可选择单独安装物理实施软件,以简化安装程序。




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