你知道Actel的nano FPGA技术具备哪些优势吗？

939 FPGA ASSP

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 相较于传统的ASIC和ASSP方案，Actel的nano FPGA技术具备哪些优势使FPGA成为大量消费性市场的理想选择？ 0
2021-4-8 06:23:00　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × ChristineGu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 HengDu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 heks 该类别下有 16 个回答。邀请回答 dfasda 该类别下有 15 个回答。邀请回答 nhonglan 该类别下有 15 个回答。邀请回答 yonglanzhang 该类别下有 15 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 14 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 14 个回答。邀请回答 C880U 该类别下有 14 个回答。邀请回答 jhdfvs 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 14 个回答。邀请回答 muwersddg 该类别下有 14 个回答。邀请回答 a732538 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hrtuoyu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 13 个回答。邀请回答 thyysbk 该类别下有 13 个回答。邀请回答凡人wlj 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kszdj113 该类别下有 13 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 13 个回答。邀请回答 billbian 该类别下有 13 个回答。邀请回答举报傅姁妮相关推荐 • 为什么说nano FPGA技术适用于消费性市场？ 2457 • Actel FPGA为汽车市场带来的优势有哪些？ 2010 • 如何才能立足FlashFPGA走差异化道路？ 1627 • 请问ACTEL公司的FPGA怎么使用SDRAM内核工具？ 1723 • 基于电容式技术的编码器具备哪些优势？ 1172 • FPGA的下一个技术突破点是什么？ 1531 • Jetson Nano具有哪些优势？Jetson Nano怎么安装？ 4244 • 小编科普一下RV1126与RV1109具备哪些技术优势呢 2038 • 快闪FPGA有什么优势？ 2679 • 基于FD-SOI的FPGA芯片有哪些技术优势及应用？ 2331 2个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　摘要　　尽管相较于传统的ASIC和ASSP方案，FPGA具备可编程与快速上市的优点，但是传统SRAM-based FPGA技术却由于占位空间大与功耗高等缺点，使其无法在大批量的消费性市场，甚至便携产品中，得到广泛的采用。面对此一问题，flash-based FPGA技术提供了最佳的解决方式。本文将从功耗、大小、供货时间、价格等各层面，介绍Actel的nano FPGA技术所具备的优势。此外，亦会说明，以此技术为基础的FPGA所具备的独特FlashFreeze技术，以及其他包括单芯片、通电即用、安全性等各项特性。这些优势都将使FPGA也成为大量消费性市场的理想选择，例如LCD控制、储存、以及人机界面等。　　前言　　传统上，大批量消费性电子产品都是采用特定应用标准产品（ASSP）或特定应用集成电路（ASIC）来进行设计。这两种设计技术的优点包括拥有固定的功能性，并可针对特定应用进行优化设计。然而，在竞争激烈、变化快速的市场中，此两种技术却有非常难以克服的缺点。　　首先，由于电子产品的生命周期越来越短，昂贵的NRE费用不一定能够回收。同时，许多系统需要在日后进行升级或改版，但传统定制的集成电路不能因应这样的需求。因此，制造商必须重新思索采用不同的设计方式，不只是着眼于产品设计，而是要符合整个产品生命周期的需求。　　要在现今高度竞争的大批量市场中胜出，制造商必须能够快速响应市场需求。为了缩短产品上市时程，设计团队需要更有效率的设计方式，以满足快速设计、建立原型、缩短组件供货时间、以及未来可轻松进行升级的多重目标。　　在这样的需求下，可编程逻辑数组（FPGA）便成为一个可行的选项。FPGA的历史可回溯至80年代，然而一直到近来受惠于设计与工艺技术的进步，FPGA才开始有应用到大批量消费性市场的可能。　　一般来说，FPGA具备可程序与快速上市的优点，设计人员仅需要对其内建的逻辑数组进行编程，就可得到所需的功能特性，而不需要像开发一颗ASIC 一样，需要长时间的电路设计。而且当内建FPGA的产品已经上市后，仍拥有修改更新功能的弹性，不像ASIC一样，因为功能已经固定，不能再进行变更。但是，FPGA还是一些缺点。尤其是，目前市场上大部分的FPGA都是采用SRAM-based技术，这使其有占位空间大与功耗高等缺点，因此传统FPGA 无法在大批量的消费性市场，甚至便携式产品中，得到广泛的采用。但是Actel以闪存为基础的flash-based技术，却完全不同！　　Actel的nano FPGA技术　　Actel致力于开发高功能性、低功耗的flash-based FPGA技术，并在以下5个领域都获得了显著的提升：功耗、尺寸、供货周期、温度、与价格。　　Actel 的nano FPGA组件包括IGLOO nano和ProASIC3 nano两个产品线，拥有与ASIC相近的功耗水平，它的开启电流突波非常低，而且在移转（transition）过程中也没有高电流产生，这都是传统 SRAM-based FPGA组件常有的现象。　　以图1来看，具1万个系统闸的IGLOO nano FPGA，其功耗仅有2μW，较其他FPGA产品功耗低15～25倍。这些组件支持1.2V～1.5V核心电压与I/O操作，以及超低电压的FlashFrezze模式。　　　　图1：Actel的IGLOO nano FPGA功耗较其他产品低15~25倍　　此外，IGLOO nano FPGA的大小只有3x3mm，是目前市场上封装尺寸最小的可程序逻辑组件，再配合其低功耗特性，非常适合用在对功耗敏感、且空间位置有限的便携式装置中。　　而在供货时间方面，Actel可针对所有密度的组件提供0周的供货时间，这对大量应用来说是非常重要的。至于操作温度，Actel延伸了IGLOO nano FPGA的操作温度至-20℃～+70℃，因为现在许多便携式应用都必须曾在摄氏零下的环境下操作。此外，nanoFPGA亦拥有价格优势，50多款组件的价格都低于1美元，而ProASIC3 nano的价格低至0.49美元。　　Flash-based FPGA技术优势　　利用先进flash-based、130nm LVCMOS工艺技术，Actel的flash-based FPGA拥有非挥发性、可重复编程（reprogrammability）等许多优点。　　FlashxFreeze技术　　FlashxFreeze 是IGLOO FPGA所提供的独特技术，它可以让组件进入和退出超低电压的FlashxFreeze模式。无需外部组件，就可以关闭I/O或频率，并同时还能保留设计信息、SRAM、以及缓存器内容。与SRAM-based FPGA不同，IGLOO组件内部可保留立即恢复运作（1μs内）所需的所有信息。其I/O单元可以个别设定为保留先前的状态，或是其他模式。 FlashxFreeze技术可与系统内的可编程性结合，让设计人员能够在制造的最后阶段或甚至出货后，快速且轻松地进行升级。　　使用者设定非挥发性FlashROM 　　IGLOO组件内建有1kb的非挥发性FlashROM。此核心可被单独编程（擦除或写入），而片上 AES解密功能可被用来保护数据在公共网络上的安全性。FlashROM可透过JTAG接口进行编程，而其内容能以相同的接口或利用直接FPGA核心寻址来读取。FlashROM仅可透过JTAG接口来编程，不可从内部的逻辑数组。　　单芯片　　Flashed-based FPGA可在芯片上的闪存单元中储存配置数据。一旦编程之后，此配置数据便成为此FPGA架构的一部分，与一般的SRAM-based FPGA不同，它在系统开启时，不需要再加载外部配置数据。所以，采用Flashed-based FPGA进行设计，就不需要额外的系统配置组件，例如以EEPROM或微控制器来加载装置配置数据，因此可以得到更简单的材料清单（BOM）、较小的 PCB占位面积、更高的安全性、以及更佳的系统可靠性等优点。　　通电即用（live at power-up；LAPU）　　Actel的Flashed-based FPGA支持LAPU（live at power-up，通电即用）的第零级（Level 0）标准。此特性能够在唤醒处理器、设定与配置内存区块、产生频率、与总线活动管理前，便进行系统组件初始化并执行重要任务。　　LAPU 特性通常能简化整体系统设计，并同时降低系统成本。此外，系统电源的突然故障也不会毁损组件的闪存配置，而且与SRAM-based FPGA不同，当电源恢复时，此组件不需重载。因此，设计人员能透过免除配置PROM、监控电压、与产生频率的需求，来简化其PCB设计。　　安全性　　由于Flashed-based FPGA是非挥发性的，不需要采用启动PROM，也就降低了重要数据被复制的风险。IGLOO采用了FlashLock技术，无需任何外部组件，就可以提供独特的可重复编程性（reprogrammability）和设计安全性，这是只有具备非挥发性闪存的FPGA所具备的优势。　　Actel的组件利用128位的flash-based FlashLock以及一单独的AES密钥来保护重要IP与配置数据。此外，FPGA配置和FlashROM数据能够在加载前，利用业界领先的AES- 128（FOPS192）位模块密码标准，先行加密。Actel FPGA有一内建的AES解密引擎和一个flash-based密钥，是目前市面上能提供最完整安全方案的可程序逻辑组件。相较于ASIC，由于可利用逆向工程技术移除金属层而泄漏出设计机密，Actel的flash-based FPGA拥有更高的安全性。　　降低整体拥有成本　　由于可减少使用的组件数量，以及提供远程可服务特性，采用flash-based FPGA可取得更低的整体拥有成本。　　与SRAM-based FPGA不同，Actel的flash-based FPGA允许所有功能在通电时立即启用，不用额外的启动PROM。内建的安全机制可保护所有的编程信息，并能够以远程方式，安全地为FPGA逻辑进行更新。设计人员能够执行安全、远程、系统内重复编程，来支持日后的设计以及现场更新。Actel的nano FPGA是一具备成本效益的替代方案，因此即使是大批量产品，也不需要移转至改采ASIC设计。　　应用实例　　由于flash-based FPGA的技术优势，已经使其成为大批量消费性市场的理想选择，包括LCD控制应用、储存应用、以及人机界面等。特别是在各项的便携式产品中，LCD设计是其中非常重要的一环，而Actel的超低电压flash-based FPGA非常适合用来建置多种客制化的LCD控制器，在此以LCD背光控制为例来说明。　　LCD背光是便携式应用中耗电最多的一部分，因此降低背光电源是延长电池寿命的重要关键。随着LED背光日益普遍，IGLOO组件能够扮演一个重要的控制角色。　　LED驱动芯片中的电源管理（PWM）输入讯号是用来执行亮度控制。设计人员可以在IGLOO组件中建置一个PWM模块，如图2所示。　　除了PWM亮度控制，IGLOO组件的FlashxFreeze功能也可用来显示LCD数据以及关闭LED背光。FlashxFreeze模式可让 IGLOO组件进入操作电压仅有2μW的低电压状态。当FlashxFreeze模式启动时，所有的I/O都成为tristated，使此组件维持相同的状态。一旦关闭FlashxFreeze模式，IGLOO组件会在1μs内，迅速跳回操作状态。　　　　图2：IGLOO组件在LCD显示器背光控制中的应用　　结论　　电子产品正朝便携式与更高整合度的趋势发展，此外，设计人员也面临着更短上市时程的严峻设计挑战。传统的ASIC和ASSP的设计时间很长，而且不只初期设计的成本较高，一旦系统开始运作，日后的升级与更新也需要更多的成本与心力。　　FPGA能针对这些问题，提供设计人员一个快速、弹性、与具成本效益的系统开发平台。与传统的客制化IC方式相较，采用FPGA，设计人员能以更短的时间、更低的成本进行设计。Actel的nano FPGA技术在功耗、尺寸、供货时间、温度、价格等各方面所具备的优势，已使flash-based FPGA成为大批量、小尺寸、便携式电子产品的理想方案，并可实现大批量电子装置的有效设计、制造、与维护。Actel的nano FPGA确实能将FPGA带到前所未有的应用领域中。

2021-4-8 10:43:29 评论举报何兰兰

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　摘要　　尽管相较于传统的ASIC和ASSP方案，FPGA具备可编程与快速上市的优点，但是传统SRAM-based FPGA技术却由于占位空间大与功耗高等缺点，使其无法在大批量的消费性市场，甚至便携产品中，得到广泛的采用。面对此一问题，flash-based FPGA技术提供了最佳的解决方式。本文将从功耗、大小、供货时间、价格等各层面，介绍Actel的nano FPGA技术所具备的优势。此外，亦会说明，以此技术为基础的FPGA所具备的独特FlashFreeze技术，以及其他包括单芯片、通电即用、安全性等各项特性。这些优势都将使FPGA也成为大量消费性市场的理想选择，例如LCD控制、储存、以及人机界面等。　　前言　　传统上，大批量消费性电子产品都是采用特定应用标准产品（ASSP）或特定应用集成电路（ASIC）来进行设计。这两种设计技术的优点包括拥有固定的功能性，并可针对特定应用进行优化设计。然而，在竞争激烈、变化快速的市场中，此两种技术却有非常难以克服的缺点。　　首先，由于电子产品的生命周期越来越短，昂贵的NRE费用不一定能够回收。同时，许多系统需要在日后进行升级或改版，但传统定制的集成电路不能因应这样的需求。因此，制造商必须重新思索采用不同的设计方式，不只是着眼于产品设计，而是要符合整个产品生命周期的需求。　　要在现今高度竞争的大批量市场中胜出，制造商必须能够快速响应市场需求。为了缩短产品上市时程，设计团队需要更有效率的设计方式，以满足快速设计、建立原型、缩短组件供货时间、以及未来可轻松进行升级的多重目标。　　在这样的需求下，可编程逻辑数组（FPGA）便成为一个可行的选项。FPGA的历史可回溯至80年代，然而一直到近来受惠于设计与工艺技术的进步，FPGA才开始有应用到大批量消费性市场的可能。　　一般来说，FPGA具备可程序与快速上市的优点，设计人员仅需要对其内建的逻辑数组进行编程，就可得到所需的功能特性，而不需要像开发一颗ASIC 一样，需要长时间的电路设计。而且当内建FPGA的产品已经上市后，仍拥有修改更新功能的弹性，不像ASIC一样，因为功能已经固定，不能再进行变更。但是，FPGA还是一些缺点。尤其是，目前市场上大部分的FPGA都是采用SRAM-based技术，这使其有占位空间大与功耗高等缺点，因此传统FPGA 无法在大批量的消费性市场，甚至便携式产品中，得到广泛的采用。但是Actel以闪存为基础的flash-based技术，却完全不同！　　Actel的nano FPGA技术　　Actel致力于开发高功能性、低功耗的flash-based FPGA技术，并在以下5个领域都获得了显著的提升：功耗、尺寸、供货周期、温度、与价格。　　Actel 的nano FPGA组件包括IGLOO nano和ProASIC3 nano两个产品线，拥有与ASIC相近的功耗水平，它的开启电流突波非常低，而且在移转（transition）过程中也没有高电流产生，这都是传统 SRAM-based FPGA组件常有的现象。　　以图1来看，具1万个系统闸的IGLOO nano FPGA，其功耗仅有2μW，较其他FPGA产品功耗低15～25倍。这些组件支持1.2V～1.5V核心电压与I/O操作，以及超低电压的FlashFrezze模式。　　　　图1：Actel的IGLOO nano FPGA功耗较其他产品低15~25倍　　此外，IGLOO nano FPGA的大小只有3x3mm，是目前市场上封装尺寸最小的可程序逻辑组件，再配合其低功耗特性，非常适合用在对功耗敏感、且空间位置有限的便携式装置中。　　而在供货时间方面，Actel可针对所有密度的组件提供0周的供货时间，这对大量应用来说是非常重要的。至于操作温度，Actel延伸了IGLOO nano FPGA的操作温度至-20℃～+70℃，因为现在许多便携式应用都必须曾在摄氏零下的环境下操作。此外，nanoFPGA亦拥有价格优势，50多款组件的价格都低于1美元，而ProASIC3 nano的价格低至0.49美元。　　Flash-based FPGA技术优势　　利用先进flash-based、130nm LVCMOS工艺技术，Actel的flash-based FPGA拥有非挥发性、可重复编程（reprogrammability）等许多优点。　　FlashxFreeze技术　　FlashxFreeze 是IGLOO FPGA所提供的独特技术，它可以让组件进入和退出超低电压的FlashxFreeze模式。无需外部组件，就可以关闭I/O或频率，并同时还能保留设计信息、SRAM、以及缓存器内容。与SRAM-based FPGA不同，IGLOO组件内部可保留立即恢复运作（1μs内）所需的所有信息。其I/O单元可以个别设定为保留先前的状态，或是其他模式。 FlashxFreeze技术可与系统内的可编程性结合，让设计人员能够在制造的最后阶段或甚至出货后，快速且轻松地进行升级。　　使用者设定非挥发性FlashROM 　　IGLOO组件内建有1kb的非挥发性FlashROM。此核心可被单独编程（擦除或写入），而片上 AES解密功能可被用来保护数据在公共网络上的安全性。FlashROM可透过JTAG接口进行编程，而其内容能以相同的接口或利用直接FPGA核心寻址来读取。FlashROM仅可透过JTAG接口来编程，不可从内部的逻辑数组。　　单芯片　　Flashed-based FPGA可在芯片上的闪存单元中储存配置数据。一旦编程之后，此配置数据便成为此FPGA架构的一部分，与一般的SRAM-based FPGA不同，它在系统开启时，不需要再加载外部配置数据。所以，采用Flashed-based FPGA进行设计，就不需要额外的系统配置组件，例如以EEPROM或微控制器来加载装置配置数据，因此可以得到更简单的材料清单（BOM）、较小的 PCB占位面积、更高的安全性、以及更佳的系统可靠性等优点。　　通电即用（live at power-up；LAPU）　　Actel的Flashed-based FPGA支持LAPU（live at power-up，通电即用）的第零级（Level 0）标准。此特性能够在唤醒处理器、设定与配置内存区块、产生频率、与总线活动管理前，便进行系统组件初始化并执行重要任务。　　LAPU 特性通常能简化整体系统设计，并同时降低系统成本。此外，系统电源的突然故障也不会毁损组件的闪存配置，而且与SRAM-based FPGA不同，当电源恢复时，此组件不需重载。因此，设计人员能透过免除配置PROM、监控电压、与产生频率的需求，来简化其PCB设计。　　安全性　　由于Flashed-based FPGA是非挥发性的，不需要采用启动PROM，也就降低了重要数据被复制的风险。IGLOO采用了FlashLock技术，无需任何外部组件，就可以提供独特的可重复编程性（reprogrammability）和设计安全性，这是只有具备非挥发性闪存的FPGA所具备的优势。　　Actel的组件利用128位的flash-based FlashLock以及一单独的AES密钥来保护重要IP与配置数据。此外，FPGA配置和FlashROM数据能够在加载前，利用业界领先的AES- 128（FOPS192）位模块密码标准，先行加密。Actel FPGA有一内建的AES解密引擎和一个flash-based密钥，是目前市面上能提供最完整安全方案的可程序逻辑组件。相较于ASIC，由于可利用逆向工程技术移除金属层而泄漏出设计机密，Actel的flash-based FPGA拥有更高的安全性。　　降低整体拥有成本　　由于可减少使用的组件数量，以及提供远程可服务特性，采用flash-based FPGA可取得更低的整体拥有成本。　　与SRAM-based FPGA不同，Actel的flash-based FPGA允许所有功能在通电时立即启用，不用额外的启动PROM。内建的安全机制可保护所有的编程信息，并能够以远程方式，安全地为FPGA逻辑进行更新。设计人员能够执行安全、远程、系统内重复编程，来支持日后的设计以及现场更新。Actel的nano FPGA是一具备成本效益的替代方案，因此即使是大批量产品，也不需要移转至改采ASIC设计。　　应用实例　　由于flash-based FPGA的技术优势，已经使其成为大批量消费性市场的理想选择，包括LCD控制应用、储存应用、以及人机界面等。特别是在各项的便携式产品中，LCD设计是其中非常重要的一环，而Actel的超低电压flash-based FPGA非常适合用来建置多种客制化的LCD控制器，在此以LCD背光控制为例来说明。　　LCD背光是便携式应用中耗电最多的一部分，因此降低背光电源是延长电池寿命的重要关键。随着LED背光日益普遍，IGLOO组件能够扮演一个重要的控制角色。　　LED驱动芯片中的电源管理（PWM）输入讯号是用来执行亮度控制。设计人员可以在IGLOO组件中建置一个PWM模块，如图2所示。　　除了PWM亮度控制，IGLOO组件的FlashxFreeze功能也可用来显示LCD数据以及关闭LED背光。FlashxFreeze模式可让 IGLOO组件进入操作电压仅有2μW的低电压状态。当FlashxFreeze模式启动时，所有的I/O都成为tristated，使此组件维持相同的状态。一旦关闭FlashxFreeze模式，IGLOO组件会在1μs内，迅速跳回操作状态。　　　　图2：IGLOO组件在LCD显示器背光控制中的应用　　结论　　电子产品正朝便携式与更高整合度的趋势发展，此外，设计人员也面临着更短上市时程的严峻设计挑战。传统的ASIC和ASSP的设计时间很长，而且不只初期设计的成本较高，一旦系统开始运作，日后的升级与更新也需要更多的成本与心力。　　FPGA能针对这些问题，提供设计人员一个快速、弹性、与具成本效益的系统开发平台。与传统的客制化IC方式相较，采用FPGA，设计人员能以更短的时间、更低的成本进行设计。Actel的nano FPGA技术在功耗、尺寸、供货时间、温度、价格等各方面所具备的优势，已使flash-based FPGA成为大批量、小尺寸、便携式电子产品的理想方案，并可实现大批量电子装置的有效设计、制造、与维护。Actel的nano FPGA确实能将FPGA带到前所未有的应用领域中。

2021-4-8 10:43:32 评论举报颜立歆