主打接入網(wǎng)、無線基礎(chǔ)設(shè)施、國防和工業(yè)4.0市場

日前，致力于在功耗、安全、可靠性和性能方面提供差異化半導(dǎo)體技術(shù)方案的領(lǐng)先供應(yīng)商美高森美公司（Microsemi Corporation）宣布提供全新成本優(yōu)化PolarFire™ 現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPGA）產(chǎn)品系列。該公司系統(tǒng)級芯片產(chǎn)品組SoC業(yè)務(wù)部副總裁兼業(yè)務(wù)部經(jīng)理Bruce Weyer和系統(tǒng)級芯片產(chǎn)品組產(chǎn)品線高級營銷總監(jiān)Shakeel Peera向記者介紹了當前中等密度FPGA器件的市場狀況，同時介紹了PolarFire的特性和優(yōu)勢，并回答了媒體關(guān)心的問題。

致力于25億美元潛在市場

Bruce Weyer表示，現(xiàn)今蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施和有線接入網(wǎng)絡(luò)正在面對快速轉(zhuǎn)型，一方面必須為客戶提供兆兆字節(jié)（terabytes）的高價值內(nèi)容，同時降低運營和資產(chǎn)支出花費，以及減少其熱消耗和碳排放。美高森美的PolarFire FPGA器件在中等密度范圍FPGA器件中具備了業(yè)界較低功耗、12.7 Gbps串化/解串（SerDes）收發(fā)器，以及領(lǐng)先的安全性和可靠性。該FPGA產(chǎn)品系列適合廣泛的應(yīng)用范圍，涵蓋有線接入網(wǎng)絡(luò)和蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施、國防和商用航空市場，以及包括工業(yè)自動化和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場的工業(yè)4.0應(yīng)用。

該器件可提供較低功耗的10Gbps端口，為日益增多的聚合業(yè)務(wù)提供了高成本效益的帶寬處理能力。全新FPGA系列還可以應(yīng)對市場日益增多的現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)安全威脅問題，以及基于深亞微米SRAM的FPGA器件的配置內(nèi)存所面臨的單事件翻轉(zhuǎn)（SEU）相關(guān)的可靠性問題。

他介紹說，美高森美服務(wù)全球的多元化市場，包括航空航天和國防、通信、數(shù)據(jù)中心和工業(yè)。在分析市場動態(tài)時他表示，PolarFire FPGA器件覆蓋的領(lǐng)域帶寬為1G至40G，需求在于更低成本、更低功耗的網(wǎng)絡(luò)邊緣智能和加速，強大的網(wǎng)絡(luò)安全性、功能安全性和可靠性。美高森美的FPGA解決方案成本優(yōu)化、低功耗、12.7G 收發(fā)器、40G 架構(gòu)、業(yè)界領(lǐng)先的安全性和可靠性。

Bruce Weyer強調(diào)，美高森美深耕可編程邏輯行業(yè)30年，其FPGA重點在于功率效率、安全性和可靠性，針對中等密度范圍優(yōu)化，而這個潛在市場將從15億美元擴大至超過25億美元；同時涵蓋低端和中階FPGA市場區(qū)間，此外，新產(chǎn)品系列的創(chuàng)新特性支持美高森美在通信基礎(chǔ)設(shè)施市場實現(xiàn)持續(xù)增長。

他說：“我們新的FPGA產(chǎn)品系列改變了市場對于傳統(tǒng)中等規(guī)模FPGA器件的認知。非易失性FPGA器件首次具備了全部已知好處，其明確的功耗和成本優(yōu)勢超越了帶有10 Gpbs收發(fā)器的SRAM FPGA器件，從而提供了必要的差異性，在滿足客戶不斷變化的需求的同時填補了市場空白。”

據(jù)介紹，新器件適合多個通信市場應(yīng)用領(lǐng)域，包括有線接入、網(wǎng)絡(luò)邊緣、城域（1至40G）；無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、無線回程、智能光學(xué)模塊和視頻廣播。這些器件也非常適合國防和航空航天市場應(yīng)用，比如加密和信任根、安全無線通信、雷達和電子戰(zhàn)（EW）、飛機網(wǎng)絡(luò)、推進和控制。PolarFire FPGA器件適合的工業(yè)市場應(yīng)用包括流程控制和自動化、機器視覺處理和分析、可編程邏輯控制器、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，以及視頻和圖像處理。

多項優(yōu)化造就全新FPGA器件

Shakeel Peera在介紹新產(chǎn)品時表示，PolarFire降低功耗多達50%，可同時滿足特定市場需求，是通過創(chuàng)新設(shè)計實現(xiàn)成本和功耗優(yōu)化的中階FPGA器件。它具有持續(xù)領(lǐng)先的安全性和可靠性，以應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)安全威脅和滿足安全關(guān)鍵性應(yīng)用需求。而1K至500K可編程邏輯單元（LE）器件使美高森美成為了范圍寬泛的FPGA供應(yīng)商。

他介紹說，PolarFire是唯一一款具有12.7G SERDES的成本和功耗優(yōu)化的FPGA器件，相對普通中等規(guī)模FPGA器件降低了功耗/成本，相對成本/功耗優(yōu)化的FPGA器件提升了性能，是較低功耗的中等規(guī)模FPGA器件。

Shakeel Peera還對成本優(yōu)化和功耗優(yōu)化進行了詳細剖析。在工藝技術(shù)方面，基于SONOS的28nm CMOS工藝是較節(jié)約成本的節(jié)點，競爭產(chǎn)品使用昂貴的HKMG 或FiNFET來降低功耗；在密度優(yōu)化方面，優(yōu)化的架構(gòu)適用低于500K LEs密度，競爭產(chǎn)品的伸縮性的架構(gòu)可用于數(shù)百萬LE密度，瀑布式由上而下裁剪出的中等規(guī)模器件，低效率而昂貴；至于收發(fā)器性能，針對12.7 Gbps性能而優(yōu)化的器件，更小尺寸、更低功耗，競爭產(chǎn)品收發(fā)器的設(shè)計需要支持30 Gbps性能，瀑布式設(shè)計降低其速率，導(dǎo)致較大硅片浪費；新產(chǎn)品的1.6 Gbps I/O支持SGMII，是唯一一款具有這項性能的低成本中等密度器件，包括同級較佳的硬件式I/O速率變換邏輯和CDR，競爭產(chǎn)品必需使用昂貴的FPGA器件才可獲得這項功能；在中等規(guī)模器件中采用了高性能硬件式安全IP，競爭產(chǎn)品中等規(guī)模器件沒有這項功能，僅在某些高端FPGA器件或昂貴的SoC器件中提供。以下是功耗優(yōu)化的剖析。

他介紹說，通過與Silicon Creations合作，美高森美研制出了全面優(yōu)化的12.7 Gbps收發(fā)器，尺寸小并且低功耗，從而將10 Gbps的總體功耗降低至90 mW以下。PolarFire器件具有同級較低的靜態(tài)功耗，例如100K邏輯單元（LE）器件為25mW；零浪涌電流；獨特的Flash*Freeze模式，在25度下 130 mW的待機功耗為同級較佳。對于相同的應(yīng)用，其總功耗比競爭性FPGA器件降低多達50%。美高森美還為客戶提供分析功耗的功率估算器。在實施方案之后，客戶還可以使用SmartPower Analyzer分析整個設(shè)計的功耗。

在談到FPGA安全性時，Shakeel Peera認為，網(wǎng)絡(luò)安全性是網(wǎng)絡(luò)邊緣的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的首要考慮因素，價值400美元的DPA黑客攻擊設(shè)備就可能帶來數(shù)百萬美元的IP偷竊。新的FPGA系列具備配置單元的SEU先天免疫能力，提供業(yè)界較佳可靠性。其它增強可靠性的特性包括：內(nèi)置單錯校正和雙錯檢測（SECDED）、大型靜態(tài)隨機存取存儲器（LSRAM）的交叉存取，以及針對安全關(guān)鍵性設(shè)計的系統(tǒng)控制器暫停模式。

通過充分利用美高森美在安全性方面的專有技術(shù)，PolarFire FPGA器件提供具有Cryptography Research Incorporated（CRI）專利的差分功率分析（DPA）位流保護功能、集成了物理不可克隆功能（PUF）、安全的56 KB嵌入式非易失性存儲器（eNVM）、內(nèi)置篡改檢測器和對策、真正的隨機數(shù)發(fā)生器、集成了Athena TeraFire EXP5200B Crypto協(xié)處理器（Suite B功能），以及CRI的DPA應(yīng)對策略的授權(quán)許可。

Shakeel Peera說：“PolarFire FPGA器件可讓客戶毋須購買具有較高功率且成本較高的FPGA器件來獲得許多中等帶寬應(yīng)用所需的12.7G收發(fā)器性能，同時擴大了公司超低功耗、高可靠性和高安全性產(chǎn)品優(yōu)勢。通過結(jié)合高成本效益PolarFire FPGA和美高森美廣泛的專用標準產(chǎn)品（ASSP）組合，可以實現(xiàn)定時、語音處理、存儲、光傳輸網(wǎng)絡(luò)（OTN）交換和運輸領(lǐng)域的端至端解決方案，以及多個市場領(lǐng)域的功率管理。”

他透露，美高森美已通過早期使用計劃（Early Access Program）與精選客戶密切合作，已經(jīng)有項目開始采用PolarFire產(chǎn)品系列。美高森美還提供PolarFire開發(fā)套件，包括可用于全面的開發(fā)和測試的高性能PolarFire Eval Kit們以及有流行的接口的較低成本套件PolarFire Splash Kit。

美高森美Libero SoC設(shè)計套件提供了全面并且易于學(xué)習(xí)使用和采納的開發(fā)工具，用于其成本優(yōu)化PolarFire FPGA器件的設(shè)計，提高了生產(chǎn)率。這款套件包含完整的設(shè)計流程，包括Synopsys Synplify Pro 綜合和Mentor Graphics ModelSim Pro混合語言仿真，帶有同級較佳約束管理，以及美高森美差異化的調(diào)試套件SmartDebug。1G 以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)、JESD204B、DDR 內(nèi)存接口、AXI4互聯(lián)IP以及其它流行IP已經(jīng)可以在PolarFire器件上部署。

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