Nowa generacja tanich i energooszczędnych układów FPGA na rynek wojskowy i komunikacyjny

Firma Microsemi opracowała nową generację tanich i energooszczędnych układów FPGA PolarFire adresowanych na rynek wojskowy, lotniczy, przemysłowy i komunikacji bezprzewodowej. Zawierają one 500 K elementów logicznych i zespół transceiverów SerDes (Serializer/Deserializer) o przepustowości 12,7 G.

Pobierają nawet o połowę mniejszą moc od innych układów FPGA średniej pojemności (Mid-Range), a ponadto zapewniają wysoki poziom bezpieczeństwa danych i dużą niezawodność. Są pierwszymi układami FPGA z pamięcią nieulotną i transceiverami o przepustowości powyżej 10 Gbps, oferującymi zauważalną różnicę w poborze mocy i cenie w porównaniu z układami SRAM FPGA.

Na ich energooszczędną pracę złożyło się kilka elementów, w tym zastosowanie zminiaturyzowanych transceiverów 12,7 Gbps o poborze mocy <90 mW @ 10 Gsps, obniżenie poboru mocy w stanie statycznym do 25 mW dla 100 K elementów logicznych, zerowy prąd rozruchowy oraz unikalny tryb pracy Flash Freeze ograniczający pobór mocy w stanie oszczędnościowym do 130 mW @ 25°C.

Do zalet nowych układów należy ponadto najwyższa niezawodność wraz z ich naturalną odpornością na promieniowanie jonizujące, wbudowany system wykrywania i korekcji błędów SECDED (single error correction and double error detection), duża pamięć SRAM z przeplotem czy też tryb pracy suspend kontrolera systemowego, wykorzystywany w aplikacjach safety critical.

Ważniejsze cechy:

• technologia SONOS 28 nm (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon),
• szeregowe wieloprotokołowe transceivery o szybkości transmisji od 250 Mbps do 12,7 Gbps,
• do 481 K elementów logicznych,
• do 33 MB pamięci RAM,
• do 1480 bloków MAC 18 x 18,
• zintegrowany podwójny interfejs PCIe x4 Gen2,
• zespół szybkich linii I/O z obsługą pamięci DDR4 1600, DDR3L 1333 i LPDDR3/DDR3 1333,
• mechanizmy bezpieczeństwa danych: DPA (differential power analysis), PUF (physically unclonable function), 56 KB bezpiecznej pamięci nieulotnej eNVM, generatory liczb losowych, koprocesor szyfrujący Athena TeraFire EXP5200B.

Obecnie układy PolarFire FPGA są dostarczane w wersjach próbnych wybranym klientom. Rozpoczęcie masowej produkcji przewidziano na drugą połowę 2017.