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Actel Fusion Mixed Signal FPGAs
 
Actel Fusion®:释放创造力,简化设计实施,毋须妥协。

Actel的Fusion产品将可配置模拟部件、大容量 Flash 内存构件、全面的时钟生成和管理电路,以及基于Flash的高性能可编程逻辑集成在单片器件中。Actel创新的Fusion架构可与Actel软MCU内核及最高性能的32位ARM® Cortex™-M1CoreMP7内核同用,是终极的混合信号FPGA平台。

Fusion 系列包括:

  • Fusion
  • M1 Fusion
  • M7 Fusion

产品特点

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主要特点
Fusion Chart
  • 系统内可配置模拟功能支持众多应用
  • 最大为8Mb的用户 Flash 内存
  • 丰富的时钟资源
    • 模拟 PLL
    • 精度达1% 的RC振荡器
    • 晶振电路
    • 实时计数器 (RTC)
  • Flash 架构
    • 低功耗
    • 安全
    • 上电即用 (LAPU)
    • 固件错误免疫能力
    • 单芯
产品列表
Fusion 器件 AFS090 AFS250 AFS600 AFS1500
具ARM功能的 Fusion器件 CoreMP71     M7AFS600  
Cortex-M12   M1AFS250 M1AFS600 M1AFS1500
通用规格
   系统门密度 90,000 250,000 600,000 1,500,000
   逻辑单元/触发器(D-Flip-Flop)个数 2,304 6,144 13,824 38,400
   配置CoreMP7S的可用逻辑单元     7,500 32,000
   配置CoreMP7Sd的可用逻辑单元     5,237 29,878
   安全的 (AES) ISP
   锁相环电路 (PLL) 1 1 2 2
   全局时钟 18 18 18 18
存储器
   Flash 内存块 (2 Mbits) 1 1 2 4
   总Flash 内存位数 (Mbits) 2 2 4 8
   FlashROM (bits) 1 k 1 k 1 k 1 k
   RAM模块 (4,608 bits) 6 8 24 60
   RAM 容量 (kbits) 27 36 108 270
模拟部件和 I/O
   模拟Quad 5 6 10 10
   模拟部件输入通道数量 15 18 30 30
   栅极驱动输出数量 5 6 10 10
   I/O组数量 (带 JTAG接口) 4 4 5 5
   最多数字I/O数量 75 114 172 252
   模拟 I/O数量 20 24 40 40
速度等级 -F, Std.,
-1, -2
-F, Std.,
-1, -2
-F, Std.,
-1, -2
-F, Std.,
-1, -2
温度等级 C, I C, I C, I C, I
I/O:单/双端口数量 (模拟)
   QN108 37/9 (16)      
   QN180 60/16 (20) 65/15 (24)    
   PQ208   93/26 (24) 95/46 (40)  
   FG256 75/22 (20) 114/37 (24) 119/58 (40) 119/58 (40)
   FG484     172/86 (40) 223/109 (40)
   FG676       252/126 (40)
注释:
  1. 要了解更多的信息,请访问 CoreMP7 资料表网页。
  2. 要了解更多的信息,请访问 Cortex-M1 产品概述网页。
架构框图

优点

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低功耗

基于采用低功耗、高性能的Flash工艺,Fusion器件提供业界领先的低静态和动态功耗。Fusion器件还具有多项睡眠和待机工作模式,进一步延长便携式设备的电池寿命。Fusion器件的实时计数器 (RTC) 能实现各种功能,如睡眠、待机、定期唤醒、低速或低功耗运行。此外,它还配有 1% RC 振荡器和双引脚晶体振荡器电路,能够省去昂贵的外部时钟源。

Fusion器件将多种功能集成到一个单芯片中,同时降低整体系统功耗。除减少总体芯片数量外,在Fusion器件内集成多种功能,还可避免多芯片方案带来的精度降低和噪声问题。所有这些优势都有助于降低功耗,为Fusion器件带来其它优势,如更好的信号完整性、更低的总体系统成本。

单芯片提供所有功能

直至目前,系统设计人员一直被迫采用成本高、占位空间多的分立模拟组件和可编程逻辑或混合信号 ASIC方案来执行一般的系统。固定的架构及其它技术障碍都阻止各个组件集成到一个低成本的单芯片中,以满足所有设计需求 。

Design challenges require PSC

超过1%的精度

Fusion器件的校准功能消除了ADC常见的某些误差,如偏移误差和增益误差。如要不调整这些误差,测量结果就会不精确,并会影响整体系统性能。也可用外接元件来消除偏移误差和增益误差,但这会增加设计复杂性,带来噪声和额外的不精确问题,全部都需要消除。理想的解决方案是采用集成的器件来实现高精度,而没有负面影响。Fusion器件具有多种功能,如模拟 quad、嵌入 Flash和基于Flash的可编程逻辑,这些功能均可使用软件校准方案,以精度超过1% 的集成方案来实现。

上电即用

Actel的可编程逻辑器件基于非易失性存储器技术,将配置数据存储在逻辑门中,能够执行关键的系统设置任务,如电压攀升期间的系统配置和管理。此外,也可从超低功耗 (通常小于25 µW,门密度达300万的器件亦然) 睡眠模式中快速恢复到工作状态。

高电压接口

Fusion器件具有多达 30 个耐高压模拟输入,可与 -10.5V 到 +12V 的信号直接连接,因此无需信号预调节电路。Fusion器件 ADC 可以配置,并支持高达 12 位的信号采样率,8位模式的采样速率则达 600 ksps。采用校准方案,总体ADC精度能够优于1%。Fusion 器件还具备额外的功能,包括多个差分输入电流监控功能构件,每个均内置放大器,能增加灵敏度和效率。Fusion器件还集成了温度监控电路,只需外接二极管便可远程监控多项温度。Fusion器件具有多达 10 个大电流驱动输出,最适用于 MOSFET 控制和/或脉冲宽度调制 (PWM) 功能,如直接风扇控制。

Fusion integrates across technology boundaries

动态系统配置

Fusion器件可将多项系统级功能集成在一个单芯片中,因而成为许多前沿系统管理协议的理想载体。Fusion器件的高性能 Flash 内存模块可根据系统设计需求,灵活地配置非易失性内存。在系统启动时, Flash 内存可用于系统初始化,从片上 Flash 内存中自动载入 SRAM 和寄存器所需数据。在系统关断前,Fusion器件上 SRAM 或寄存器中的易失性数据能够保存到片上 Flash 内存中,即将器件的状态保存起来,用于下一次系统启动,提供保存和恢复功能。Fusion器件的 Flash 内存还可实现系统参数的动态改变,即具有关联转换 (CONTEXT switch) 功能。系统引导代码可存储于 Flash 内存中,以配合片上及片外的需求。Flash 内存还可通过配置仿真 EEPROM 操作,并备有固化的扩展 IP。若选配 Actel 的软 IP 通用 Flash 接口 (CFI),还可将 Flash 内存的一部分用于文件存储。

重新配置系统

Fusion融合器件架构继承了 Actel 成功的 ProASIC®3 系列 Flash PGA的可配置性和现场可编程性优势,能在制造过程中或制造完成后在现场安全地进行编程。由于Fusion器件可以在单一硬件平台支持多种项目和产品,因此能让设计人员享有批量采购器件的优势,并同时针对不同市场进行产品的定制设计。而固件 (Flash 内存) 和硬件的更新都能在一个步骤中完成。

功率管理和热管理

Fusion融合器件是用于功率管理的出色解决方案,与现今的多电压FPGA方案不同,只需 3.3V 单电源便可运行,无需专门的上电顺序电路。由于启动要求不高,Fusion器件经配置,能够监视和控制多电压系统的电压和电流,以及上电顺序。结合单电压运作和功率管理功能,Fusion器件是系统/板级管理应用的卓越备选方案。

Fusion器件内置温度控制功能,同时支持片上 (内部二极管) 和远程温度监视。Fusion器件能根据预设的阈值,对温度和功率进行标记、指示警告及开启风扇或关断系统。而且,Fusion器件还可使用外接温度传感器输入来控制加热和冷却设备元件。

System board before Fusion
Fusion System Board

IP核和解决方案

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IP Cores搜索Fusion IP核。

技术解决方案
OneChip Fusion混合信号FPGA是业界首款混合信号FPGA,在单芯片上集成了混合信号模拟功能、Flash 内存及可编程逻辑架构。无需额外的非易失性内存在每次系统上电时加载配置数据,因而成本更低、安全性和可靠性更高。Fusion器件增加的功能可省去板卡上的数个组件,如 Flash 内存、分立模拟IC、时钟源、EEPROM,以及实时时钟,从而降低系统成本和板卡空间要求。
用户非易
失性内存
Actel Fusion系列是业界唯一内置Flash 内存的可编程逻辑产品,内置Flash 内存容量高达8Mb,这种可配置的高性能Flash 内存支持100MHz的工作频率,以及8位、16位和32位总线宽度。当与片上软MCU或外接MCU配合使用时,这种Flash 内存还可充当很好的代码空间,存储的代码可以直接执行,无需在RAM中进行映射。Flash 内存还集成了纠错电路 (ECC),具有校正单位错误和检测两位错误的功能,从而提高整体数据可靠性。
Low Power 能够最大限度地节省功率,上电涌流很小且无大电流过渡期,而这两种现象却存在于SRAM FPGA。Fusion器件的静态功耗和动态功耗都很低,可进一步节省功率。这些器件支持大幅节电的睡眠和待机模式。Fusion器件的另一项独特功能是在不工作期间于正常时钟速率和低时钟速率之间动态转换,并在需要时转移至全速模式。 »了解更多
Live At Power-Up 极大地简化系统设计,可让器件执行关键性系统设置任务,并减少元BOM成本和电路板尺寸。» 了解更多
Secure 使用128位以 Flash为基础的锁并利用Flash技术的固有优势,为可编程逻辑设计提供了最坚固的安全保护。同样的加密技术可用于确保Fusion 器件嵌入Flash内存的安全升级。 »了解更多
Firm Errors 与SRAM FPGA不同,Flash单元的配置内容不会被高能中子改变,因而具有耐辐射能力。 »了解更多
Secure ISP 支持内置AES加密引擎和业界领先的基于Flash的AES-128密钥,可在公网上采用加密位流的形式进行安全的远程升级。
系统解决方案

设计软件

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Libero IDE为了支持突破性的新技术,Actel开发出一系列创新设计工具,有助于提高设计人员的工作效率。这些新的开发工具将作为广受欢迎的Actel Libero® 集成设计环境(IDE) 的一个扩展集,让设计人员在设计中轻易例化和配置外设,建立外设间的连接,创建或导入构件 (Fusion applet) 或参考设计,以及进行硬件验证。这款工具套件还包括功能全面的软/硬件调试工具,以及一整套实用程序,可简化嵌入式软核处理器解决方案的开发工作。

入门级工具套件和编程

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功能齐备的 Fusion 入门级工具套件和具 MI 功能的 Fusion 器件入门级工具套件,包含使用 Actel Fusion 器件全部功能所需的一切。该工具套件提供了利用 Fusion 或具 MI 功能的 Fusion 器件来开发系统的完整平台。

FlashPro3编程器面向Actel即将推出的最新一代 Flash器件:Fusion、M1 Fusion以及 M7 Fusion器件。FlashPro3支持面向Fusion器件的功能强大的编程解决方案。

编写到Fusion、M1 Fusion以及 M7 Fusion器件中的设计可用逻辑分析软件,通过FlashPro3编程器提供的接口进行调试。Actel提供的Identify Actel Edition (AE) 软件也可控制和演练Fusion器件特定构架的功能,如集成ADC、Flash内存组件及RTC,而无需将设计编写到FPGA内核架构中。

相关信息

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