Actel Fusion的特點 - 三大電機控制方案之FPGA篇（1）：Actel Fusion

　　Actel Fusion的特點

　　單芯片

　　以 Flash 為基礎的 FPGA 將配置信息儲存在片上 Flash 單元中，一旦完成編程后，配置數(shù)據(jù)就會成為 FPGA 結構的固有部分，在系統(tǒng)上電時并無需載入外部配置數(shù)據(jù)。以 Flash 為基礎的 Fusion 融合 FPGA 無需額外的系統(tǒng)元件，如傳統(tǒng) SRAM FPGA 配置用的串行非揮發(fā)性內(nèi)存 （EEPROM） 或以 Flash 為基礎的微控制器，它們都是用來在每次上電時對傳統(tǒng) SRAM FPGA 加載程序的。增加的融合功能可在電路板上省去多個附加元件，如 Flash 內(nèi)存、分立模擬 IC 、時鐘源、EEPROM ，以及實時時鐘等，從而減低系統(tǒng)成本和電路板空間需求。

　　低功率

　　Fusion 器件具有類似于 ASIC 的功率特性，因而適用于電池供電產(chǎn)品和其它對功耗敏感的應用。使用Fusion 器件時，并不會出現(xiàn)加電浪涌電流和大電流轉換，而這是許多 SRAM FPGA 器件所面對的問題。Fusion 器件還具有低靜態(tài)和動態(tài)功耗，能實現(xiàn)最多的功率節(jié)省。這些器件支持睡眠和待機模式運作，可大幅降低功耗。Fusion 器件的另一個獨特性能是在非活動期間于正常時鐘速度和低時鐘運作速度之間進行動態(tài)轉換，并在需要時轉為全速運作。

　　上電即行

　　以 Flash 為基礎的Fusion 器件具有上電即行 （LAPU） 特性，一旦施加正常運作規(guī)格內(nèi)的系統(tǒng)功率，F(xiàn)usion 器件即可工作。這種上電即行特性能夠大幅簡化整體系統(tǒng)設計，并往往可以省去系統(tǒng)中復雜的可編程邏輯器件 （CPLD） 。

　　安全性

　　Fusion 器件包含了 Microsemi FlashLock? 功能，提供可重編程性和設計安全性的獨特組合，且無外部元件費用。這些優(yōu)點只有通過帶非揮發(fā)性 Flash 內(nèi)存的 FPGA 才能實現(xiàn)。Fusion 器件具有基于 Flash 的 128 位安全保護機制和業(yè)界領先的片上 AES 解碼內(nèi)核，用于保護經(jīng)編程的 IP 和配置數(shù)據(jù)。 128 位 AES 是政府機構認可速度更快、安全性更高的加密算法，可以替代 DES 。目前，F(xiàn)usion 器件具有最完備的可編程邏輯安全解決方案。以 AES 加密技術為基礎的Fusion 器件可讓設計人員安全地完成系統(tǒng)設計和 Flash 內(nèi)容的遠程更新 （通過公共網(wǎng)絡如互聯(lián)網(wǎng)等），確保具價值的 IP 不會遭受系統(tǒng)過建、復制和 IP 盜竊等問題所侵害。雖然編寫在Fusion 器件中的 FPGA 設計不能讀回，但可對其進行安全的設計驗證操作。Fusion 器件采用了許多器件設計和布局工藝技術，使到入侵攻擊難以得逞。例如，F(xiàn)usion 器件的 Flash 單元都位于 7 層金屬層之下，因而極難實現(xiàn)反向工程。

　　固件錯誤

　　固件錯誤是高層大氣中產(chǎn)生的高能中子撞擊 SRAM FPGA 配置數(shù)據(jù)存儲單元所導致的錯誤。撞擊產(chǎn)生的能量會改變 SRAM FPGA 配置數(shù)據(jù)存儲單元的狀態(tài)，從而改變其邏輯、路由或 I/O ，而這種改變是無法預測和控制的。這類錯誤在 SRAM FPGA 中不可能避免，因而導致其時間延續(xù)故障 （FIT） 率值達數(shù)千。這類錯誤可能導致整個系統(tǒng)失效，引起重大的技術支持和產(chǎn)品可靠性問題。融合 FPGA 的配置元素 （即 Flash 存儲單元） 便不會被高能中子改變，因此具有中子引發(fā)的固件錯誤免疫力。