SmartFusion实现FPGA+MCU子系统+可编程模拟电路

对于FPGA市场来说，Actel(爱特)公司SmartFusion智能混合信号 FPGA 的推出，是一项重要的创新技术，这是因为在FPGA中首次嵌入了一个完整的微控制器子系统 (microcontroller subsystem, MSS)，系统包括所有处理器外设和可编程模拟模块，实现了真正的单芯片系统，能够满足设计人员自行创建与众不同的嵌入式方案的全部需求。

　　Actel公司总裁兼首席执行官John East告诉本刊记者，SmartFusion系列结合了逻辑、微控制器子系统和模拟这三个可编程模块。即带有Actel经过验证的FPGA架构，该架构包括基于ARM Cortex-M3硬核处理器的完整微控制器子系统，以及可编程Flash模拟模块。实现易于使用的完全可定制系统设计平台，让嵌入式应用设计人员现在无需进行线路板级改变，就能够快速优化硬件/软件折衷权衡。在SmartFusion器件内，所有数据都会从处理器传送到FPGA，或从模拟模块传送到处理器，或在FPGA和片上模拟模块之间传送。此外，Actel的FlashLock技术也提供了出色的IP安全保障。

　　据介绍，SmartFusion器件是由Actel公司于2005年推出的首个Fusion混合信号FPGA演进而来，主要是瞄准现今复杂的嵌入式设计而开发。该器件的主要特点和功能体现在：第一，功能齐全的FPGA：SmartFusion器件具有Actel经过验证的基于快闪技术的 ProASIC 3 FPGA架构，使用先进的130nm 七层快闪CMOS工艺技术，系统门密度范围为60K至500K，并具有350 MHz工作频率和最多204个I/O。这种组合能够集成来自其它器件的现有功能，大幅减少线路板空间和总体系统的功耗；第二，微控制器子系统：器件的智能性是以微控制器子系统的形式加入FPGA的，子系统带有100 MHz 工作频率的ARM Cortex-M3处理器硬核，全部标准外设和功能包括：多层AHB通信矩阵，吞吐率高达16 Gbps ，带有RMII 接口的10/100以太网MAC和SPI、I2C、UART、32位定时器(各有两个)。具有最高512 KB闪存和64 KB SRAM和外部存储器控制器(EMC)以及8通道DMA控制器；第三是可编程模拟模块：创新性专有模拟计算引擎(ACE) 能执行采样排序和计算，能够分担ARM Cortex-M3处理器的模拟初始化和处理任务，可编程模拟系统包括：精度为1%的ADC和DAC 和多达三个采样频率为600 Ksps的12位ADC。最多三个12位第一阶DAC、10个50 ns高速比较器并集成多种温度、电压和电流监控功能。

　　目前，SmartFusion系列将有三款器件推出，A2F200已量产，A2F500将于今年第二季度推出，A2F060推出的时间是今年的下半年。这三款产品系统门密度范围从60K到500K，每款器件都带有基于硬件ARM Cortex-M3处理器的微控制器子系统、模拟前端 (AFE) 和模拟计算引擎(ACE)。主要针对马达控制、工业自动化和系统管理、电源管理等领域里的应用。

　　Actel Libero集成设计环境 (IDE) 可为逻辑设计提供全面的支持，Libero IDE是一款全面的软件工具套件，管理从设计入、综合和仿真到布局布线、定时和功率分析的整个设计流程。设计人员可以使用Actel针对SoC系统的新一代模块化设计创建工具SmartDesign (包含在Libero IDE内) 来处理设计的系统级芯片 (SoC) 部分 (MCU和外设配置，以及至整个架构的接口)。而爱特也同时提供名为SoftConsole的Eclipse集成设计环境(IDE)，其中包含了GNU C/C++编译器。

　　John East表示，SmartFusion的推出，是Actel公司在扩展市场方面，实施与其它FPGA供应商差异化道路的战略。从产品发展路线图来看，第一步是ProASIC 技术，向市场推出基于快闪的FPGA器件；第二步是Fusion，这是首款将混合信号知识产权 (IP) 和FPGA架构相结合的器件，它还包括软件32位ARM Cortex-M1处理器和可编程模拟构件，构成了SmartFusion的前身。而下一个合理步骤自然是集成了硬件ARM Cortex-M3处理器的SmartFusion。

SmartFusion实现FPGA+MCU子系统+可编程模拟电路