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Actel发布低价位闪存FPGA 价格低于SRAM型产品

作者:未知  来源:日经BP   更新:2005-1-14 8:45:00  点击:  切换到繁體中文

 

美国Actel日前发布了新产品“ProASIC3”“ProASIC3E”,相当于该公司闪存EEPROMFPGA的第三代产品。现已开始样品供货,计划从2004年第四季度开始量产供货。ProASIC3系列的系统门数可支持3万~100万,定位于面向量产设备的低价位产品,价格上不会输给其他公司同等电路规模的竞争产品(该公司营销副总裁Dennis Kish)。面向量产设备的FPGA价格始于SRAM型产品,而现在闪存型FPGA也卷了进来。Actel公司表示,由于闪存型FPGA无需外置ROM,有利于帮助用户进一步降低元件成本。

提供可写入任意信息的1Kbit内存空间

  ProASIC3ProASIC3E系列产品的一大特点是,集成有可作为用户内存区域使用的1KB闪存EEPROM。在此前的ProASIC产品中,闪存EEPROM仅用于保存编程数据,并不向用户开放。此次该1KB的容量,主要用于记录FPGA序列号和密钥等。此外,即使将FPGA嵌入到设备上以后,也可在该区域内换写编程数据,强化了所谓的ISP(在系统编程)功能。上述产品配备密钥长128位的AES(高级加密标准,Advanced Encryption Standard)解码电路,可在FPGA内写入加密的编程数据。可防止第三者非法读取和拷贝用户写入的编程数据。

  通过在FPGA中内置电荷泵(Charge Pump)电路,仅利用运行时的电源电压(+1.5V)即可编程。此前,需要外加+17V左右的电压专门供编程使用,此次采用了升高芯片内部电压的方法。配备这种FPGA的设备出厂后,无需借助特殊设备就可换写编程数据。据Actel公司称,通过配备电荷泵电路和AES解码电路,经由互联网擦写FPGA的编程数据变得更加轻松。

尽管采用130nm工艺 电路规模仍以小取胜

  ProASIC3ProASIC3E均采用130nm工艺制造。最大工作频率为350MHz。速度是此前采用220nm工艺的产品“ProASIC Plus”的两倍。其他厂商还推出了采用90nm工艺制造的FPGAActel表示,该公司130nm工艺的产品价格之所以能在同类产品以下,是因为构成开关的晶体管数量较少。SRAMFPGA用于改变FPGA逻辑的开关需要7个晶体管。而闪存方式仅需1个晶体管,电路规模很小,所以Actel认为可减小芯片面积。通过采用130nm工艺将单元面积减小,缩短了写入时间。此前,电路规模最大的产品有的要花几十分钟,而新产品中的所有型号可在2分钟以内、时间最短的只需20秒即可写入Dennis Kish)。

  新产品的主要性能如下:ProASIC3的系统门数为3万~100万。配备SRAM的容量最大为144KB,输出入数为79288ProASIC3E的系统门数60万~300万。配备SRAM的容量最大为504KB,输出入数为147616。还可将支持的64PCI接口电路(硬件IP内核)的频率从此前的33MHz提高至66MHz

Actel Corp.は,同社製フラッシュEEPROM方式FPGAとして第3世代品に相当する新製品「ProASIC3」と「ProASIC3E」を発表した。既にサンプル出荷を開始しており,2005年第4四半期に量産出荷を開始する予定である。システム・ゲート数で3万~100万に対応するProASIC3製品群を量産機器用の低価格品と位置付けており,「回路規模が同等の競合他社製FPGAに負けない価格にする」(同社Vice President of MarketingDennis Kish氏)。SRAM方式から始まった量産機器向けFPGAの価格競争に,フラッシュ方式FPGAがついに殴り込みをかける格好だ。Actel社は,フラッシュ方式FPGAでは外付けのコンフィグレーションROMが不要な分,ユーザーの部品コストをさらに下げられる点で有利だとする。

任意の情報を書き込める1Kビットのメモリ領域を提供

 ProASIC3およびProASIC3E製品群の特徴の1つが,ユーザー・メモリ領域として利用できる1KビットのフラッシュEEPROMを集積すること。これまでのProASICでは,フラッシュEEPROMは専らプログラミング・データを格納するだけで,ユーザーには開放されていなかった。今回の1Kビット分は,FPGAのシリアル番号や暗号鍵などを格納する用途に向ける。このほか,FPGAを機器に組み込んだ後でもプログラミング・データを書き換えられる,いわゆるISPin system programming)機能を強化した。鍵長128ビットのAESadvanced encryption standard)方式の復号化回路を搭載し,FPGAに暗号化したプログラミング・データを書き込めるようにした。ユーザーが書き込んだプログラミング・データの第3者による不正な読み出しやコピーを防止できる。

 チャージ・ポンプ回路をFPGAに内蔵することで,動作時の電源電圧(+1.5V)だけでプログラミングできるようにした。従来は外部から+17V程度の電圧をプログラミング向けに別途供給する必要があったが,今回はチップ内部で昇圧するようにした。FPGAを搭載した機器を出荷した後に,特別な機器を利用することなくプログラミング・データを書き換えられる。チャージ・ポンプ回路とAES方式の復号化回路の搭載により,インターネットを経由してFPGAのプログラミング・データをフィールドで書き換えることが容易になったとActel社は言う。

130nmプロセスでも回路規模の小ささで勝機

 ProASIC3およびProASIC3E130nmプロセスで製造する。最大動作周波数は350MHz220nmプロセスで製造していた既存製品「ProASIC Plus」の約2倍に高速化している。競合他社は90nmプロセスで製造するFPGAを出荷しているが,130nmプロセスでも他社製品と同等以下に低価格化できる理由として,Actel社はスイッチを構成するトランジスタ数の少なさを挙げる。SRAM方式FPGAでは,FPGAの論理を変えるためのスイッチとして7個のトランジスタが必要になる。フラッシュ方式では1個のトランジスタで済むため回路規模が小さくなり,結果としてチップ面積を小さくできると主張する。130nmプロセスの採用によってセル面積が小さくなったことで,書き込み時間も短縮できるようになった。「従来品では回路規模が最大の品種で数十分かかることがあったが,新製品ではすべての品種で2分以内にできた。短い品種では20秒で書き込める」(Kish氏)。

 新製品の主な仕様は次の通り。ProASIC3はシステム・ゲート数が3万~100万。搭載するSRAMの容量は最大で144Kビット,入出力数は79288ProASIC3Eはシステム・ゲート数が60万~300万。搭載するSRAMの容量は最大で504Kビット,入出力数は147616である。従来は33MHzまでしか対応できなかった64ビットPCIインタフェース回路(ハードIPコア)を66MHzまで対応可能にした。

 


 

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