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美高森美面向主流应用SmartFusion2 FPGA 突破重围,承前继后

2012-10-16 00:29:56 来源:与非网记者 申明娟

美国无人机遭受伊朗的复制,黑客破解胰岛素算法,研究人员破坏投票机,网络系统受到攻击等这些都警示我们数据安全工程不可小视。
2012年10月09日,美高森美就其新一代的SmartFusion2产品系列召开了媒体见面会,突出展现了SmartFusion2在功率、安全性、可靠性和实时性方面的独特优势,同时也表现出了自己在高门槛市场的信心。
业界超低功耗FPGA
Flash*Freeze工作模式在上一代产品的管脚中就有应用,但是在这一代中它有了更高智能的功能。FPGA在MCU的控制下,只用100us的时间即可进入或退出Flash*Freeze模式,同时保持所有的寄存器和SRAM及I/O状态不变。且在Flash*Freeze实施功率管理模块控制下,功耗降到上一代产品的1/20。
据美高森美公司SoC产品事业群副总裁Esam Elashmawi介绍,在相同的条件下,SmartFusion2的静态功耗是竞争对手的1/100。见下图


安全性不容妥协
对于安全方面的设计主要表现在以下四个方面:
1、 增强了抗差分功率分析(DPA)的防攻击方式及自主归零的防拆检。当保护措施被破解时,保存的内容将自动清零,让破解者无功而返。
2、 使用AES256进行位流加密算法,来加密用户的信息。
3、 SHA256位流认证的安全编程,使用数字式合格认证的供应链保障。
4、 所有非易失性存储器可按需求进行BIST算法,以此作为用户的一个比较方便的验证手段。
另外还有一些保护措施,比如在医药管理方面,使用了“固有识别码”的物理不可克隆功能(PUF)的密钥保护;有时工业中的随机码生成是可以预测的,所以在这里,SmartFusion2采用了不确定性随机数产生器(NRBG)来生成密钥;同时也采用了加密形式存储的非易失性密钥,以防止丢失现象的发生。

可靠性惊人
有美高森美提供的图中我们可以看到,从海平面,到5000米甚至60000米高空,美高森美的故障率可以说是达到了一个非常不错的极限值,在30000米高空后,市面上其他的产品都出现了极高的故障率。


SmartFusion2除了有零FIT的Flash结构外,还有较好的SEU保护功能,无论是在系统上还是硬件上如指令高速缓存、以太网、CAN、USB缓存、eSRAM、DDR Bridges等都做了相应的措施,来防止SEU情况的出现。

性能的大幅提升
SmartFusion2拥有当前主流FPGA的特点,如其166MHz ARM Cortex-M3带有片上eSRAM和eNVM以及广泛的外设如CAN、TSE、USB等。另有事实嵌入式跟踪模块。
在架构上,SmartFusion2 FPGA由原来固有的三个输入变成四个输入的查找表,使得性能有了很大的提升,且该产品集合了16条5Gbps的高速串行接口,并把5Mbit SRAM,4Mbit eNVM结合在一起,充分地发挥了各自在的逻辑配置、数据保护和存储方面的优势,容量也大大增加了。

未来展望
Esam在会议结束前表示,下一代产品将在电源管理方面进行应用扩展。另外对于美高森美的FPGA产品还停留65nm水平,而业界早已推出45nm的产品,Esam Elashmawi解释道,虽然他们自己也在不断地攻克在工艺上的难题,但是就Flash性能来看,它在65nm节点最优,因此目前还是选择使用65nm的Flash。

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