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SmartFusion® 2 SoC FPGA
FPGAとSOC
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SmartFusion2 SoC FPGA
より多くのリソース、低消費電力、実証済みセキュリティ、高信頼性を備えた低密度デバイスこれらのデバイスはGigabit EthernetまたはデュアルPCI® Express制御プレーン、ブリッジ機能、入出力(I/O)拡張および変換、動画/画像処理、システム管理、セキュアな接続等の汎用目的の機能に理想的です。Microchip社のFPGAは通信、産業、医療、防衛、航空の各市場で使われています。
SmartFusion2の利点
通信 産業 防衛 車載
SmartFusion2 SoC FPGA
より多くのリソースを備えた低密度デバイス • Arm® Cortex®-M3(フラッシュ内蔵)• 10K LEでPCIe Gen2サポート• 包括的なマイクロコントローラ サブシステム
明白な利点• 低消費電力
• 総電力を最大50%低減 • 5G SERDESあたり70 mW (PCIe Gen2)
• 実証済みのセキュリティ• オーバービルディングおよびクローニングからの保護• FPGAおよびプロセッサ用セキュアブート
• 高い信頼性• SEU耐性、ゼロFITのフラッシュFPGA構成• 高信頼性のセーフティ クリティカルおよびミッション クリティカルなシステム
集積化 低消費電力 信頼性 セキュリティ
SmartFusion2 SoC FPGA 3
SmartFusion2 SoC FPGASmartFusion2 SoC FPGAは5K~150K個のLEと、ETM、命令キャッシュ、SRAM、eNVMを備えた166 MHz Arm Cortex-M3プロセッサと、CAN、TSE、USBを含む多数の周辺モジュールを備えたマイクロコントローラ サブシステムを備えています。• 最大16のトランシーバ レーン
• PCIe Gen2、XAUI/XGXS+、ジェネリック(EPCS)モード(3.2G)
• 最大150K個のLE、5 Mb SRAM、4 Mb eNVM• ハード667 MHz DDR2/3コントローラ
• DSP処理ブロック• スタンバイ時7 mW (typ.)の低消費電力• DPA防止、AES256、SHA256、オンデマンドNVMデータ完全性検査
• SEU耐性メモリ: eSRAM、DDRブリッジ
MPU
eNVM
ETM
DI
S
ARM® Cortex™-M3 InstructionCache
DDRBridge
DDR User I/OMulti-standard User I/O (MSIO)SPI I/OJTAG I/O
AHB Bus Matrix (ABM)
SYSREG
COMM_BLK
Interrupts APB AHB AHB SMC_FIC Config AXI/AHB
HS USBOTG ULPIPDMAAPB
HPDMATSE MACFIC_1FIC_0
SPI x 2MMUART x 2
I2C x 2Timer x 2
Microcontroller Subsystem (MSS)
SHA256 SRAM-PUF
System Controller
SmartFusion®2 SoC FPGA
NRBGIn-ApplicationProgramming
FPGA Fabric (Up to 150K Logic Elements)
AES256
Flash*Freeze
ECC
MSSDDR Controller
+ PHY
Serial 0 I/O Serial 1 I/O DDR User I/O
Config AXI/AHB/XGXS
PLLs
Micro SRAM(64x18)
Config AXI/AHB/XGXS Config AXI/AHB
Serial Controller 0(PCIe, XAUI/XGXS)+ Native SERDES
Serial Controller 1(PCIe, XAUI/XGXS)+ Native SERDES
Fabric DDRController + PHYOSCs
WDT
CAN
RTC
FIIC
Large SRAM(1024x18)
Math BlockMACC (18x18)
Mul
ti-st
anda
rd U
ser I
/O (M
SIO
) Multi-standard U
ser I/O (M
SIO)
Flash-based/SEU Immune
Standard Cell/SEU Immune
Micro SRAM(64x18)
Large SRAM(1024x18)
Math BlockMACC (18x18)
eSRAM
SmartFusion2 FPGAアーキテクチャ
AES Advanced Encryption StandardAHB Advanced High-Performance BusAPB Advanced Peripheral BusAXI Advanced eXtensible InterfaceCOMM_BLK Communication BlockDDR Double Data RateDPA Differential Power AnalysisECC Elliptical-Curve CryptographyEDAC Error Detection and CorrectionETM Embedded Trace MacrocellFDDR DDR2/3 Controller in FPGA FabricFIC Fabric Interface ControllerFIIC Fabric Interface Interrupt ControllerHS USB OTG High-Speed USB (2.0) On-The-GoIAP In-Applications ProgrammingMACC Multiple-Accumulate
MDDR DDR2/3 Controller in MSSMMUART Multi-Mode UARTMPU Memory Protection UnitMSS Microcontroller SubsystemSECDED Single Error Correct Double Error DetectSEU Single Event UpsetSHA Secure Hashing AlgorithmSMC_FIC Soft Memory ControllerTSE Tiple Speed Ethernet (10/100/1000 Mbps)ULPI UTMI + Low Pin InterfaceUTMI USB 2.0 Transceiver Macrocell InterfaceWDT Watchdog TimerXAUI 10 Gbps Attachment Unit InterfaceXGMII 10 Gigabit Media Independent InterfaceXGXS XGMII Extended Sublayer
www.microchip.com4
汎用アプリケーション
1G-PCIeコントローラ構成• 10K LEによるPCIe Gen2とI/O拡張例
多軸モータ制御• 決定論的かつセキュアな多軸/高RPMソリューション• モータ制御IPおよび開発キット
IEEE 1588スレーブ/クライアント• IEEE 1588および小型、Cortex-M3、低消費電力
Peripherals
Flash,SRAM
CPU
MCU
GigabitEthernet PHY
SERDES
Security
FPGAFabric
SmartFusion® 2 SocFPGA
Arm®
Cortex™-M3Processor
10/100Ethernet PHY
DDR3DRAM
LCD
I2C GPIO
SPI
SPIUSB
PCIe
DDR3DRAM
SPI FLASH
SmartFusion® 2 SoC FPGA
System ControlPWM Timing
PID ControlLoop
Transforms
Host Interface
eNVM,eSRAM
PowerManagement
Timing
AutomationController/Host CPU
Inverter Bridge,IGBTs,
SiC MOSFETS
PowerSupply/
Conversion
Sensors:Speed, Torque,
Position A/DConversion
SPI Flash
DDR3
Oscillator
SPI Clockand PPS
SmartFusion2 Soc FPGA
ZL30722VSC8572 PHY
IEEE 1588PLL
SyncEPLL
TimeStamp Unit
1588 PTPOC IP
TransportLayer
Protocols
ARM®
Cortex™-M3Processor
SPI InterfaceTimeStamp Unit
AlgorithmTime andSynch IP
ボードの初期化• PMBus、インスタントON、MSS周辺モジュール
セキュアな接続性ゲーミング• セキュリティ、耐タンパ、Ethernet MAC低消費電力
オーディオ処理と録音検索処理• I2SとSPIブリッジにより複数のオーディオ録音および再生が可能
HostProcessor
PoEManagers
eSPII2C
PMBus
StatusLEDs
SGMII
SGMII
SGMII
SGMII
SGMII
RJ45/SFP
RJ45/SFP
RJ45/SFP
5 V PoLSupply
PMBusInterface
eSPIController
I2CController
SystemControl
Ethe
rnet
Sw
itch
PoEPD69208
PoEPD69208
EthernetPHY
EthernetPHY
EthernetPHY
PoEPD69208
ClockManagement
SmartFusion® 2 SoC FPGA
3.3 V PoLSupply
2.5 V PoLSupply
1.5 V PoLSupply
SmartFusion®2 SoC FPGA
BatteryMonitor
Anti-TamperMonitor
Ethernet PHYSpeaker,Keypad,Joystick
SystemMonitoring
EthernetMAC
HMIInterface
SystemDiagnostics
I/OExpander
MemoryController
PCIe®
InterfaceBattery HostProcessor
DDRMemory
Status LEDsSerial IO,Diagnostics Port
PCIe
Anti-TamperingSensors
SmartFusion® 2 SoC FPGA
Conversion,Buffering and
Formatter
Host Interface
I2SInterface
SPIInterfaceTimberwolf™
ZL38051Audio Processor
2 DigitalMEMS
Microphones
Audio Jack
SPI Flash
SmartFusion2 SoC FPGA 5
明白な利点
低消費電力SmartFusion2は総消費電力を低減• フラッシュFPGAが性能を犠牲にする事なく極低消費電力を実現
• 5G SERDESあたり70 mW (PCIe Gen2)• Flash*Freeze超低消費電力モード12 mW
実証済みのセキュリティ過剰生産と複製からシステムを保護• 過剰生産からのHSM保護 • DPA対策がビットストリームの複製から保護• 検証済みDPA対策を備えた唯一のベンダー• FPGAおよびプロセッサのセキュアブート
上のロゴはCryptography Research, Inc.の商標であり、ライセンスを受けて使用しています。
高い信頼性• エラーフリーSEU耐性ファブリック構成 • データ完全性検査不要• 全SoCメモリをSEU防止 • 誤り検出/訂正機能を内蔵• SEU耐性実装 • 安全優先環境下の機器と基幹システムで使われる機器
Alpha/Neutronparticlesstrikeroutingmatrix
SRAM Configuration Failures
Flash FPGANo Error
SRAM FPGAFunctional Failure
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SmartFusion2設計関連リソース
設計リソースLibero® SoC Design Suiteを使うと、Microchip社のSmartFusion2、IGLOO®2、RTG4™ FPGAを使った設計を効率よく実行できます。このスイートは業界標準であるSynopsys社の合成ソフトウェアSynplify Pro®およびMentor Graphics社のシミュレーション ツールModelSim®にクラス最高の制約管理、デバッグ機能 セキュアな量産プログラミング サポートを統合しています。
Libero SoC Design Suiteは従来のFPGA設計フロー、組み込み設計フロー、グラフィカル コンフィグレータを含む包括的な設計フローを提供します。FPGA設計フローは設計初期からプログラミング、デバッグに至る標準的なVLSI設計フローです。組み込み設計フローを使うと、低消費電力SoC FPGAおよびFPGAを使った高性能で信頼性の高いアプリケーション向けの組み込み処理ソリューションを開発できます。ハードコアおよびソフトコア プロセッサを使った組み込みソリューション構築用の包括的な開発環境を提供します。グラフィカル コンフィグレータは各種周辺モジュール、アプリケーション、ソリューションのユーザフレンドリな設計手段を提供します。
詳細は以下のウェブページを参照してください。 http://www.microsemi.com/products/fpga-soc/design-resources/design-software/libero-soc#downloads
Software IDE SoftConsole Keil MDK IAR Embedded Workbench®
Microchip社提供の無償バージョン Libero® SoC使用時は無償 32Kのコード制限 32Kのコード制限
ベンダーから提供 N/A フルバージョン フルバージョンコンパイラ GNU GCC RealView® C/C++ IAR Arm®コンパイラデバッガ GDBデバッグ µVisionデバッガ C-SPY®デバッガ
命令セット シミュレータ No µVisionシミュレータ Yes
デバッグ ハードウェア FlashPro4 ULINK®2またはULINK-ME J-LINK™またはJ-LINK Lite
トレース機能 No ULINKpro JTAGjet-Trace
知的財産Microchip社はお客様の設計を支援するため、Microchip社製FPGA向けの実証済みかつ最適化済みの各種IPコアを提供しています。弊社のIPコアは主要な市場とアプリケーションを全てカバーしています。弊社のコアはMicrochip社開発のDirectCoresとサードパーティ開発のCompanionCoresに整理されています。DirectCoresの大部分は弊社のLiberoツールスイートから無償で利用でき、一般的な通信インターフェイス、周辺モジュール、処理エレメントを含んでいます。 http://www.microsemi.com/products/fpga-soc/design-resources/ip-cores
System Builderウィザード
機能 DirectCoreの例接続性 UART, 16550, 429, PCI, JESD204BDSP CIC, FFT, FIR, CORDIC, RSメモリ コントローラ FIFO, DDR, QDR, SDR, MemCtrl, MMCプロセッサ 8051, 8051s, ARM7TDMIEthernet MII, RGMII, GMII, SGMIIセキュリティ DES, 3DES, AES, SHA
機能 CompanionCoreの例接続性 CAN, CAN FD, PCIe, VMEDSP FFT, JPEG, RS, DVBMODメモリ コントローラ SDRAMDDR、フラッシュ、SDプロセッサ 80188, 80186, LEON3, 6809
セキュリティMD5, ARC4, RNG, ZUC, AES, SHA, 802.1ae (MACSec)
SmartFusion2 SoC FPGA 7
製品ファミリ
SmartFusion2製品ファミリSmartFusion2 機能 M2S005 M2S010 M2S025 M2S050 M2S060 M2S090 M2S150
ロジック/DSP
最大LE数(4LUT + DFF) 6,060 12,084 27,696 56,340 56,520 86,316 146,124演算ブロック(18 x 18) 11 22 34 72 72 84 240
ファブリック インターフェイス コントローラ(FIC) 1 2 1 2
PLLおよびCCC 2 6 8セキュリティ AES256, SHA256, RNG AES256, SHA256, RNG, ECC, PUF
Cortex®-M3 + 命令キャッシュ Yes
MSS
eNVM (KB) 128 256 512eSRAM (KB) 64
eSRAM (KB) Non-SECDED 80CAN, 10/100/1000 Ethernet, HS USB 各1マルチモードUART、SPI、I2C Timer 各2
ファブリック メモリ
LSRAM 18Kブロック 10 21 31 69 109 236uSRAM 1Kブロック 11 22 34 72 112 240
RAMの合計(Kb) 191 400 592 1,314 2,074 4,488
ハイスピードDDRコントローラ(数x幅) 1 x 18 2 x 36 1 x 18 2 x 36
SERDESレーン 0 4 8 4 16PCIe®エンドポイント 0 1 2 4
ユーザI/O
MSIO (3.3 V) 115 123 157 139 271 309 292MSIOD (2.5 V) 28 40 62 40 106DDRIO (2.5 V) 66 70 176 76 176全ユーザI/O 209 233 267 377 387 425 574
パッケージあたりのI/O数パッケージタイプ FCS(G)325 VF(G)256 FCS(G)536 VF(G)400 FCV(G)484 TQ(G)144 FG(G)484 FG(G)676 FG(G)896 FC(G)1152
ピッチ(mm) 0.5 0.8 0.5 0.8 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0
長さ x 幅(mm) 11 x 11 14 x 14 16 x 16 17 x 17 19 x 19 20 x 20 23 x 23 27 x 27 31 x 31 35 x 35
デバイス I/O レーン I/O レーン I/O レーン I/O レーン I/O レーン I/O レーン I/O レーン I/O レーン I/O レーン I/O レーン
M2S005 (S) 161 171 – 84 209 –
M2S010 (S/T/TS)
138 2 195 4 84 233 4
M2S025 (T/TS) 180 2 138 2 207 4 267 4
M2S050 (T/TS) 200 2 207 4 267 4 377 8
M2S060 (T/TS) 200 2 207 4 267 4 387 4
M2S090 (T/TS) 180 4 267 4 425 4
M2S150 (T/TS) 293 4 248 4 574 16
Note: 090 FCSG325のパッケージ寸法は11 x 13.5
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トレーニング追加トレーニングのご希望に応えるため、Microchip社は詳細な技術トレーニング、参考資料、自分のペースで進められるチュートリアル、各種オンライン リソースを含む複数のリソースを提供しています。• 技術トレーニング リソースの概要:
www.microchip.com/training• MASTERsカンファレンス:
www.microchip.com/masters• 開発者ヘルプのウェブサイト:
www.microchip.com/developerhelp• 技術トレーニング センター:
www.microchip.com/seminars
Microchip Technology Inc. | 2355 W. Chandler Blvd. | Chandler AZ, 85224-6199
営業所一覧
南北アメリカアトランタ、GA Tel: 678-957-9614オースティン、TX Tel: 512-257-3370ボストン、MA Tel: 774-760-0087チャンドラー、AZ (HQ) Tel: 480-792-7200シカゴ、IL Tel: 630-285-0071ダラス、TX Tel: 972-818-7423デトロイト、MI Tel: 248-848-4000ヒューストン、TX Tel: 281-894-5983インディアナポリス、IN Tel: 317-773-8323 Tel: 317-536-2380ロサンゼルス、CA Tel: 949-462-9523 Tel: 951-273-7800ローリー、NC Tel: 919-844-7510ニューヨーク、NY Tel: 631-435-6000サンノゼ、CA Tel: 408-735-9110 Tel: 408-436-4270カナダ - トロント Tel: 905-695-1980
ヨーロッパオーストリア - ヴェルス Tel: 43-7242-2244-39デンマーク - コペンハーゲン Tel: 45-4450-2828フィンランド - エスポー Tel: 358-9-4520-820フランス - パリ Tel: 33-1-69-53-63-20ドイツ - ガーヒンク Tel: 49-8931-9700ドイツ - ハーン Tel: 49-2129-3766-400ドイツ - ハイルブロン Tel: 49-7131-67-3636ドイツ - カールスルーエ Tel: 49-721-62537-0ドイツ - ミュンヘン Tel: 49-89-627-144-0ドイツ - ローゼンハイム Tel: 49-8031-354-560
ヨーロッパイスラエル - ラーナナ Tel: 972-9-744-7705イタリア - ミラノ Tel: 39-0331-742611イタリア - パドヴァ Tel: 39-049-7625286オランダ - ドリューネン Tel: 31-416-690399ノルウェー - トロンハイム Tel: 47-7289-7561ポーランド - ワルシャワ Tel: 48-22-3325737ルーマニア - ブカレスト Tel: 40-21-407-87-50スペイン - マドリッド Tel: 34-91-708-08-90スウェーデン - ヨーテボリ Tel: 46-31-704-60-40スウェーデン - ストックホルム Tel: 46-8-5090-4654イギリス - ウォーキンガム Tel: 44-118-921-5800
アジア太平洋オーストラリア - シドニー Tel: 61-2-9868-6733中国 - 北京 Tel: 86-10-8569-7000中国 - 成都 Tel: 86-28-8665-5511中国 - 重慶 Tel: 86-23-8980-9588中国 - 東莞 Tel: 86-769-8702-9880中国 - 広州 Tel: 86-20-8755-8029中国 - 杭州 Tel: 86-571-8792-8115中国 - 香港SAR Tel: 852-2943-5100中国 - 南京 Tel: 86-25-8473-2460中国 - 青島 Tel: 86-532-8502-7355中国 - 上海 Tel: 86-21-3326-8000中国 - 瀋陽 Tel: 86-24-2334-2829中国 - 深圳 Tel: 86-755-8864-2200中国 - 蘇州Tel: 86-186-6233-1526中国 - 武漢 Tel: 86-27-5980-5300中国 - 廈門 Tel: 86-592-2388138中国 - 西安 Tel: 86-29-8833-7252
アジア太平洋中国 - 珠海 Tel: 86-756-321-0040インド - バンガロール Tel: 91-80-3090-4444インド - ニューデリー Tel: 91-11-4160-8631インド - プネー Tel: 91-20-4121-0141日本 - 大阪 Tel: 81-6-6152-7160日本 - 東京 Tel: 81-3-6880-3770韓国 - 大邱 Tel: 82-53-744-4301韓国 - ソウル Tel: 82-2-554-7200マレーシア - クアラルンプール Tel: 60-3-7651-7906マレーシア - ペナン Tel: 60-4-227-8870フィリピン - マニラ Tel: 63-2-634-9065シンガポール Tel: 65-6334-8870台湾 - 新竹 Tel: 886-3-577-8366台湾 - 高雄 Tel: 886-7-213-7830台湾 - 台北 Tel: 886-2-2508-8600タイ - バンコク Tel: 66-2-694-1351ベトナム - ホーチミン Tel: 84-28-5448-2100
8/15/18
サポートMicrochip社は、お客様に短期間で効率良く製品を開発して頂けるようサポートの充実に努めています。製品とシステムのサポートを提供できる、フィールド アプリケーション エンジニアと技術サポートの世界的ネットワークを維持しています。詳細はwww.microchip.com/fpgaを参照してください。• 技術サポート: www.microsemi.com/fpga• 評価サンプル:
www.microsemi.com/fpga• ナレッジ データベースとユーザ同士のディスカッション:
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