คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์

ไมโครเซมิ

Microsemi Corporation ซึ่งมีสำนักงานใหญ่ในเมืองเออร์ไวน์ รัฐแคลิฟอร์เนีย เป็นผู้ออกแบบ ผู้ผลิต และนักการตลาดชั้นนำของวงจรรวมสัญญาณอนาล็อกและผสมประสิทธิภาพสูง รวมถึงเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง ซึ่งจัดการและควบคุมหรือควบคุมแหล่งจ่ายไฟ ป้องกันแรงดันไฟกระชากชั่วคราวและการส่งผ่าน , รับและขยายสัญญาณ

ผลิตภัณฑ์ของ Microsemi ประกอบด้วยส่วนประกอบแบบสแตนด์อโลนและโซลูชันวงจรรวมที่ปรับปรุงการออกแบบของลูกค้าโดยการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ เพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่ ลดขนาด และปกป้องวงจรการใช้งาน

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ FPGA ที่ Microsemi

Microsemi เข้าซื้อกิจการ Actel ในปี 2010 ทำให้ FPGA ของ Microsemi มีอายุสามทศวรรษFPGA ของ Actel ประสบความสำเร็จในการใช้งานในโครงการอวกาศมากกว่า 300 โครงการในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งพิสูจน์ได้ว่า FPGA ของ Actel มีความน่าเชื่อถืออย่างไม่ต้องสงสัย

อุปกรณ์ป้องกันฟิวส์ส่วนใหญ่มีไว้สำหรับตลาดทหารและไม่เปิดให้เข้าถึงตลาดพลเรือน ดังนั้นความประทับใจของ Actel จึงไม่ชัดเจนเสมอจนกระทั่งปี 2002 เมื่อมีการเปิดตัว FPGA ที่ใช้แฟลชที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของบริษัท ซึ่งเผยให้เห็นความลึกลับของ Actel ซึ่งได้ค่อยๆ สร้างขึ้นตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เข้าสู่ตลาดพลเรือนและเป็นที่รู้จักของทุกคนสถาปัตยกรรม Flash แรก FPGA คือ ProASIC ซึ่งมีลักษณะเฉพาะของชิปเดี่ยวเทียบเท่า CPLD และใช้พลังงานต่ำและมีคุณลักษณะความจุสูงเกินกว่า CPLD ได้รับการยกย่องจากวิศวกรด้านการพัฒนา และผู้คนจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ใช้ FPGA สถาปัตยกรรม Flash เพื่อแทนที่ CPLD ดั้งเดิมและ SRAM FPGA

เนื่องจากความต้องการของสังคมเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง Actel จึงปรับปรุงเทคโนโลยี FPGA ของตนอย่างต่อเนื่อง ปรับปรุงและเพิ่มคุณค่าฟังก์ชันและทรัพยากรภายในของ FPGA อย่างต่อเนื่อง และในปี 2548 Actel ได้เปิดตัวสถาปัตยกรรม Flash FPGA รุ่นที่สาม – ProASIC3/Eความสำเร็จในการเปิดตัว ProASIC3/E ถือเป็นการประกาศถึงการพัฒนาระลอกใหม่ความสำเร็จในการเปิดตัว ProASIC3/E ถือเป็น "การต่อสู้" ครั้งใหม่ระหว่าง FPGAกลุ่มผลิตภัณฑ์ ProASIC3/E ได้รับการออกแบบเพื่อตอบสนองความต้องการที่แข็งแกร่งของตลาดสำหรับ FPGA ที่มีคุณลักษณะครบครันและราคาประหยัดสำหรับผู้บริโภค ยานยนต์ และแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่คำนึงถึงต้นทุนต่อไปนี้เป็นผลิตภัณฑ์ของ Actel

Fusion: FPGA ตัวแรกในอุตสาหกรรมที่มีฟังก์ชันการทำงานแบบอะนาล็อก ผสานรวม AD 12 บิต, หน่วยความจำแฟลช, RTC และส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อทำให้ SoC เป็นจริง

IGLOO: FPGA พลังงานต่ำเป็นพิเศษพร้อม Flash *หยุดโหมดสลีปอันเป็นเอกลักษณ์ ซึ่งการใช้พลังงานต่ำสุดสูงสุดถึง 5µW และสถานะของ RAM และรีจิสเตอร์จะยังคงอยู่

IGLOO2: I/O ที่ได้รับการปรับปรุงโดยใช้ IGLOO นำเสนอพอร์ต I/O จำนวนมาก รองรับอินพุตทริกเกอร์ Smitter การเสียบปลั๊ก และคุณสมบัติอื่นๆ

ProASIC3L: ไม่เพียงแต่นำเสนอประสิทธิภาพสูงของ ProASIC3 เท่านั้น แต่ยังใช้พลังงานต่ำอีกด้วย

Nano: FPGA ที่ใช้พลังงานต่ำที่สุดในอุตสาหกรรม โดยมีการใช้พลังงานคงที่ขั้นต่ำ 2µW นำเสนอแพ็คเกจขนาดเล็กพิเศษ 3 มม.*3 มม. และราคาเริ่มต้นต่ำเป็นพิเศษที่ 0.46 ดอลลาร์สหรัฐฯ

ซีรีส์เหล่านี้ทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของ FPGA สถาปัตยกรรมแฟลชรุ่นที่สามของ Actel ซึ่งมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันสามารถตอบสนองความต้องการของตลาดที่แตกต่างกัน และช่วยให้ผู้ใช้มีตัวเลือกที่หลากหลายและผลกระทบที่ไม่คาดคิดเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์ของตนมาดูคุณสมบัติที่น่าตื่นเต้นของ FPGA สถาปัตยกรรม Flash รุ่นที่สามของ Actel กัน

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Polarfire FPGA

PolarFire FPGA ของ Microsemi เป็นอุปกรณ์ FPGA แบบไม่ลบเลือนรุ่นที่ห้าที่มีเทคโนโลยีกระบวนการแบบไม่ลบเลือน 28 นาโนเมตรล่าสุด ความหนาแน่นปานกลาง และการใช้พลังงานต่ำที่สุด สถาปัตยกรรม FPGA ที่ใช้พลังงานต่ำที่สุดในตัว ตัวรับส่งสัญญาณ 12.7Gbps พลังงานต่ำที่สุด PCI Express คู่พลังงานต่ำในตัว Gen2 (EP/RP) รวมถึงอุปกรณ์เสริมความปลอดภัยของข้อมูลและตัวประมวลผลร่วมเข้ารหัสพลังงานต่ำในตัวด้วยลอจิกเซลล์สูงถึง 481K แรงดันไฟฟ้าในการทำงาน 1.0V-1.05V และอุณหภูมิการใช้งานเชิงพาณิชย์ (0°C – 100°C) และอุตสาหกรรม (-40°C – 100°C) กลุ่มผลิตภัณฑ์ FPGA ของ Microsemi จึงมีขอบเขตกว้างขวาง และการเปิดตัว PolarFire จะขยายตลาดที่มีศักยภาพสำหรับ FPGA ไปสู่ตลาดอุปกรณ์ความหนาแน่นปานกลางที่มีมูลค่า 2.5 พันล้านดอลลาร์

เหตุใดจึงต้องใช้ Microsemi FPGA

1 ความปลอดภัยสูง

ความปลอดภัยของสถาปัตยกรรม FPGA ของ Actel Flash สะท้อนให้เห็นในการป้องกัน 3 ชั้น

ชั้นแรกเป็นของชั้นการป้องกันทางกายภาพ ทรานซิสเตอร์ของสถาปัตยกรรมแฟลชรุ่นที่สามของ Actel FPGA ได้รับการปกป้องด้วยโลหะ 7 ชั้น การถอดชั้นโลหะเป็นเรื่องยากมากที่จะบรรลุวิศวกรรมย้อนกลับ (ด้วยวิธีการบางอย่างในการถอดโลหะออก ชั้นเพื่อดูสถานะการสลับของทรานซิสเตอร์ภายในและสร้างการออกแบบขึ้นมาใหม่)Flash FPGA เป็นชิปที่ไม่ลบเลือน ไม่จำเป็นต้องใช้ชิปกำหนดค่าภายนอก เป็นชิปตัวเดียว สามารถเปิดและรันได้โดยไม่ต้องกลัวว่าจะถูกขัดขวางสตรีมข้อมูลในระหว่างกระบวนการกำหนดค่า

ชั้นที่สองคือเทคโนโลยีการเข้ารหัส Flash Lock ซึ่งตามชื่อที่แนะนำคือเอฟเฟกต์การล็อคบนเซลล์ Flashเป็นอัลกอริธึมการเข้ารหัส 128 บิตที่ป้องกันการดำเนินการบนชิปโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยการดาวน์โหลดคีย์ไปยังชิปเพื่อการเข้ารหัส และหากไม่มีคีย์ ชิปจะไม่สามารถตั้งโปรแกรม ลบ ตรวจสอบได้ ฯลฯ ชั้นที่สองคือการเข้ารหัส Flash Lock ซึ่งเป็นอัลกอริธึมการเข้ารหัส 128 บิตที่ป้องกันการดำเนินการบนชิปโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยการดาวน์โหลดคีย์ไปยังชิปเพื่อทำการเข้ารหัส

ชั้นที่สามเป็นเทคโนโลยีที่เข้ารหัสไฟล์การเขียนโปรแกรมโดยใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัส AES มาตรฐานสากล ซึ่งเป็นอัลกอริธึมการเข้ารหัสที่เป็นไปตามเอกสารมาตรฐานการประมวลผลข้อมูลของรัฐบาลกลางสหรัฐ (FIPS) 192 ซึ่งหน่วยงานรัฐบาลของสหรัฐอเมริกาใช้เพื่อปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนและเปิดเผยต่อสาธารณะอัลกอริธึมสามารถมีคีย์ 128 บิตได้ประมาณ 3.4 x 1038 เมื่อเทียบกับขนาดคีย์ 56 บิตในมาตรฐาน DES รุ่นก่อนหน้า ซึ่งให้คีย์ประมาณ 7.2 x 1016ในปี 2000 สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ได้นำมาตรฐาน AES มาแทนที่มาตรฐาน DES ปี 1977 ซึ่งปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการเข้ารหัสได้อย่างมากNIST แสดงให้เห็นถึงความปลอดภัยทางทฤษฎีที่ AES มอบให้ โดยแสดงให้เห็นว่าหากระบบคอมพิวเตอร์สามารถถอดรหัสคีย์ DES 56 บิตได้ภายในหนึ่งวินาที อาจใช้เวลาประมาณ 149 ล้านล้านปีในการถอดรหัสคีย์ AES 128 บิต ในขณะที่จักรวาลได้รับการบันทึกไว้ว่าเป็น มีอายุน้อยกว่า 2 หมื่นล้านปี คุณจึงจินตนาการได้ว่าการรักษาความปลอดภัยนั้นเชื่อถือได้เพียงใด

Actel Flash FPGA ตามการป้องกันสามชั้นข้างต้น ช่วยให้ IP อันมีค่าของผู้ใช้ได้รับการปกป้องอย่างดี และยังทำให้ ISP ระยะไกลเป็นไปได้ ซึ่งจะมอบความปลอดภัยที่เชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับการออกแบบลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

2 ความน่าเชื่อถือสูง

ข้อผิดพลาดสองประเภทที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในทรานซิสเตอร์ที่ใช้ SRAM: Soft Error และ Firm Error ซึ่งเกิดจากอนุภาคพลังงานสูง (นิวตรอน อนุภาค) ในบรรยากาศที่กระหน่ำโจมตีทรานซิสเตอร์ SRAM ซึ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากมีปริมาณพลังงานสูง สถานะของทรานซิสเตอร์ระหว่างการชนกับทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง

ข้อผิดพลาดซอฟต์ที่เรียกว่า soft error นั้นมีสาเหตุหลักมาจากหน่วยความจำ SRAM เช่น SRAM, DRAM เป็นต้น เมื่ออนุภาคพลังงานสูงกระทบกับหน่วยความจำข้อมูลของ SRAM สถานะข้อมูลจะกลับกัน จาก 0 เป็น 1 หรือ 1 เป็น 0 ส่งผลให้ ข้อมูลผิดพลาดชั่วคราวซึ่งจะหายไปเมื่อมีการเขียนข้อมูลใหม่ข้อผิดพลาดเหล่านี้เป็นข้อผิดพลาดที่สามารถกู้คืนได้และสามารถลดลงได้ด้วยวงจรตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาด (EDAC) ในตัวของ FPGA

ข้อผิดพลาดของเฟิร์มแวร์คือเมื่อเซลล์การกำหนดค่า SRAM FPGA หรือโครงสร้างสายเคเบิลถูกโจมตีด้วยอนุภาคพลังงานในชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในฟังก์ชันลอจิกหรือข้อผิดพลาดในการเดินสายไฟ ซึ่งจะส่งผลให้ระบบล้มเหลวโดยสิ้นเชิง และจะคงอยู่จนกว่าจะมีการตรวจสอบและแก้ไข

สถาปัตยกรรม Actel Flash ต้านทานข้อผิดพลาดของเฟิร์มแวร์ได้เนื่องจากเทคโนโลยี Flash อันเป็นเอกลักษณ์ ซึ่งต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูงในการเปลี่ยนสถานะของทรานซิสเตอร์ในกระบวนการ Flash ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ไม่สามารถตอบสนองได้ด้วยอนุภาคพลังงานธรรมดา ดังนั้นภัยคุกคามจึงแทบจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ -มีอยู่จริง

3 การใช้พลังงานต่ำ

โดยทั่วไปการใช้พลังงานใน FPGA มีสี่ประเภท: การเพิ่มพลัง พลังการกำหนดค่า พลังคงที่ และพลังแบบไดนามิกโดยทั่วไป FPGA มีการสิ้นเปลืองพลังงานทั้งหมดสี่ประเภท ในขณะที่ Actel Flash FPGA มีเพียงพลังงานคงที่และพลังงานไดนามิกเท่านั้น ไม่มีพลังงานในการจ่ายไฟหรือพลังงานการกำหนดค่า เนื่องจากการเติมพลังงานไม่จำเป็นต้องใช้กระแสไฟเริ่มต้นขนาดใหญ่ และการปิดเครื่อง ไม่ลบเลือนและไม่จำเป็นต้องมีกระบวนการกำหนดค่า

FPGA ที่ใช้แฟลชประกอบด้วยทรานซิสเตอร์สองตัวต่อสวิตช์ที่ตั้งโปรแกรมได้ ในขณะที่ FPGA ที่ใช้ SRAM นั้นประกอบด้วยทรานซิสเตอร์หกตัวต่อสวิตช์ที่ตั้งโปรแกรมได้ ดังนั้น ในแง่ของการวิเคราะห์การใช้พลังงานของสวิตช์ล้วนๆ Flash FPGA ใช้พลังงานน้อยกว่า SRAM FPGA มาก

ซีรีส์ Fusion รองรับโหมดการใช้พลังงานต่ำ โดยตัวชิปสามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้า 1.5 V สำหรับคอร์ และสามารถปิดเครื่องและปลุกการทำงานผ่าน RTC ภายในและลอจิกของ FPGA เพื่อลดการใช้พลังงานFPGA ซีรีส์ Actel IGLOO และ IGLOO+ ได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานแบบพกพาด้วยโหมด Flash* Freeze ที่เป็นเอกลักษณ์ สามารถลดการใช้พลังงานคงที่ให้เหลือเพียง 5uW และบันทึกข้อมูลจาก RAM

Actel Flash FPGA จะใช้พลังงานน้อยกว่าคู่แข่งมาก ทั้งแบบคงที่และไดนามิก และสามารถใช้ในแอปพลิเคชันที่ไวต่อพลังงานและต้องการการใช้พลังงานต่ำ เช่น PDA คอนโซลเกม ฯลฯ