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SmartFusion® 2 SoC FPGA

FPGAとSOC

www.microchip.com2

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

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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

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8/15/18

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