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都市之混沌天尊 再演洪荒

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【都市之混沌天尊 再演洪荒】再玩一次(城市的混沌佛)
通信市场和工业市场是低功耗中级别FPGA的理想应用领域，需要更高的吞吐量和额外的接口，同时保持相同的功耗和尺寸 。为此，Microsemi最近推出了一个新的成本优化的PolarFire FPGA产品系列 。新器件采用28 nm工艺制造，在标准互补金属氧化物半导体(CMOS)上使用硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)非易失性工艺技术 。同时，它集成了一个针对12.7Gbps性能优化的收发器 。集成I/O速率转换逻辑支持双倍数据速率(DDR)存储器和低压差分信号(LVDS)、高性能安全IP和1.6Gbps I/O，并具有时钟和数据恢复(CDR)功能 。
PolarFire FPGA是Microsemi首次在中密度市场推出的产品，试图通过提供更低功耗和更多成本优化的解决方案来一举击败竞争对手 。其目标市场包括:通信领域(有线接入、网络边缘、1-40G城域网、无线异构网络、无线回程、智能光模块和视频广播)；国防航空空航空航天市场(加密与信任根、安全无线通信、雷达与电子战、飞机网络、推进与控制)；以及工业市场(过程控制与自动化、机器视觉处理与分析、可编程逻辑控制器、工业网络、视频与图像处理) 。
下图是Microsemi的片上系统产品组副总裁兼业务经理Bruce Weyer提供的中型FPGA器件的市场情况，但他可能低估了竞争对手的实力 。在PolarFire FPGA发布后不到一个月的时间内，英特尔公司迅速发布了其最新的Cyclone 10系列FPGA产品——Cyclone 10 GX和Cyclone 10 LP，采用TSMC 20nm工艺生产，还将应用领域锁定在汽车、工业自动化、专业视听和视觉系统等领域 。
据英特尔可编程解决方案部门副总裁亚历克斯·格尔比奇介绍，Cyclone 10 GX支持10G收发器和硬浮点数字信号处理 。与上一代旋风相比，性能可提升2倍 。实现IEEE 754单精度加固浮点数字信号处理模块的架构创新，支持高达134 GFLO(每秒千兆浮点运算)的处理速率 。专注于高I/O性能和核心速度的工业机器视觉、智慧城市(监控停车场、道路和桥梁)、专业视听和电机驱动是Cyclone 10 GX的重点市场 。
相比之下，Cyclone 10 LP更倾向于那些将成本和功耗作为设计决策关键因素的应用 。它们通常利用FPGA密度(sub 75K LE)和片间桥接功能来实现电子元器件或微处理器中的I/O扩展 。此外，Cyclone 10 LP还可以在后视摄像头和传感器的融合中用于车载视频处理，帮助更全面地了解车辆的行驶情况 。
旋风10系列还注重产品性能的提升 。
我们来看看PolarFire FPGA的具体性能 。其内置的12.7Gbps收发器由Microsemi和Silicon Creations联合开发，据说可以将10Gbps的总功耗降低到90mW以下 。Bruce Weyer强调，PolarFire设备在同类产品中静态功耗最低，如25mW对于100K逻辑单元(LE)器件；零浪涌电流；独特的闪光灯冻结模式，25度130mW的待机功耗是同级中最好的 。对于相同的应用，其总功耗比竞争对手的FPGA器件降低高达50% 。实施后，客户还可以使用SmartPower Analyzer功耗估算器来分析整个设计的功耗 。
PolarFire FPGA架构
在可靠性方面，PolarFire系列不仅拥有配置单元的SEU先天免疫，还内置了单纠错和双检错(SECDED)、大静态随机存取存储器(LSRAM)的交叉存取、为安全关键设计的系统控制器暂停模式 。
通过具有密码学研究公司(CRI)专利的差分功耗分析(DPA)比特流保护功能、物理不可克隆功能(PUF)、56KB嵌入式非易失性存储器(eNVM)、内置篡改检测器和对策、随机数发生器、Athena TeraFire EXP5200B密码协处理器(Suite B function)以及CRI的DPA响应策略许可，PolarFire FPGA设备极大地提高了自身的安全特性 。
Libero SoC设计套件提供了一个全面且易于学习的开发工具，以提高PolarFire FPGA器件的设计效率 。该套件包含一个完整的设计流程，包括Synopsys Synplify Pro合成和Mentor Graphics ModelSim Pro的混合语言模拟，带有约束管理，以及MGC的差异化调试套件SmartDebug 。目前在PolarFire设备上可以部署1G以太网、10G以太网、JESD204B、DDR内存接口、AXI4互联网IP等热门IP 。

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