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SmartFusion Intelligent Mixed Signal FPGAs
 
Actel SmartFusion™：智能化、创新性、集成化。无需牺牲性能。

SmartFusion 是行业唯一集成 FPGA、ARM® Cortex™-M3处理器硬核，以及可编程模拟资源于一体的器件，能够实现完全可定制系统设计和IP保护能力，而且易于使用。SmartFusion 器件是基于爱特的快闪技术而开发，为需要真正的单芯片系统的硬件和嵌入式系统设计师提供比传统专属功能微控制器更大的灵活性，而成本又比现有使用软核处理器的FPGA低得多。

更多有关Actel智能型混合信号FPGA的信息：

主要优点

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  • 完全可定制系统设计能力
    • 让设计人员能够使用真正所需的功能特性去开发产品
    • 实现创新性和差异性，提高竞争力
    • 利用片上FPGA 实现最后一分钟的功能修改
    • 利用应用可编程(in-application programming) 进行现场升级，使设计符合最新要求
    • 可为FGPA架构内的个别算法试验硬件加速
  • 知识产权(IP)保护能力
    • 完整的单芯片（SoC）方案提供内在快闪FPGA IP 保护能力
    • 微控制器和 FPGA 接口没有暴露在外
    • 启动时无须加载位流(bit-stream)，免除安全风险
    • 安全系统内编程(ISP) 带有通过JTAG提供的 128位先进加密标准
    • FlashLock® 防止反向读取FPGA 内容
    • 利用客户可编程器件密钥避免器件过建 (overbuilding)
  • 易用性提高生产率
    • 只须采用一个平台，即可构建整个产品系列
    • 同时为FPGA 和嵌入式设计人员而设的集成设计环境
    • 利用简单的GUI工具，即可对复杂的可编程模拟资源进行配置
    • 提供来自Keil™、IAR Systems® 和 GNU 业界领先的编译和调试工具
    • Micrium 提供实时操作系统 (RTOS) 和中间件支持SmartFusion

SmartFusion 结构

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产品数据表

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SmartFusion 器件 A2F0601 A2F200 A2F500
通用
   系统门 60,000 200,000 500,000
   逻辑单元 (Tiles) (D型触发器) 1,536 4,608 11,520
   RAM 模块 (4,608位) 8 8 24
微控制器子系统(MSS)
   快闪 (Kb) 64 256 512
   SRAM (Kb) 16 64 64
   Cortex-M3 附存储器保护单元(MPU) Yes Yes Yes
   10/100 以太网 MAC No Yes Yes
   外部存储器控制器(EMC) 26-bit address,
16-bit data		 26-bit address,
16-bit data		 26-bit address,
16-bit data
   直接存储器存取 DMA) 8 Ch 8 Ch 8 Ch
   I2C 2 2 2
   SPI 2 2 2
   16550通用异步收发器 (UART) 2 2 2
   32位定时器 2 2 2
   模拟锁相环 (PLL) 1 1 2
   32 KHz 低功耗振荡器 1 1 1
   100 MHz 片上 RC 振荡器 1 1 1
   主振荡器 (1.5 MHz 到 20 MHz) 1 1 1
可编程模拟
   模数转换器 ADC)(8/10/12位 SAR) 1 2 3
   数模转换器 DAC) (12位 sigma-delta) 1 2 3
   信号调节模块 (SCB) 1 4 5
   比较器2 2 8 10
   电流监控器2 1 4 5
   温度监控器2 1 4 5
   双极性高电压监控器2 2 8 10
封装特性
速度级别 Std. Std. Std.
温度级别 C, I C, I C, I
I/O: MSS 加 FPGA I/O
封装 FG256 Max FG256 FG484 FG256 FG484
直接模拟输入 20 27 8 8 8 12
总体模拟输入 24 31 24 24 24 32
总体模拟输出 1 1 2 2 2 3
MSS I/O3,4 25 25 25 41 25 41
FPGA I/O 66 66 66 94 66 128
总 I/O 116 123 117 161 117 204

注:

  1. 待定。未来可能有变动
  2. 这些功能由于共享I/O 引脚，所以或许不能够在同一时间使用全部功能
  3. 16个 MSS I/O 为多工模式，当MSS不需要这些I/O时，则可用作FPGA I/O。这些I/O 支持施密特触发器，而且只支持LVTTL 和 LVCMOS (1.5 / 1.8 / 2.5, 3.3 V) 标准
  4. 9 个MSS I/O 主要用于10/00 以太网MAC，并且也处于多工模式 ，而当设计不使用以太网MAC时，亦可用于FPGA I/O。这些I/O 支持施密特触发器，而且只支持LVTTL 和 LVCMOS (1.5 / 1.8 / 2.5, 3.3 V) 标准

软件设计工具

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Libero IDE FPGA Development Software使用SmartFusion的设计包括FPGA设计、嵌入式设计和模拟资源设计这三个不同范畴。爱特公司提供了免费的设计工具，以满足这三个不同范畴的设计人员的需要，使他们能够妥善分工合作，顺利完成设计。而免费的Libero® 集成设计环境 (IDE) 金(Gold)使用授权也支持所有SmartFusion 系列器件。

  • FPGA 设计 — Actel Libero集成设计环境 (IDE)是一款全面的软件工具套件，可用于所有 Actel FPGA产品。Libero IDE包含例如Synplify Pro® 和 ModelSim®等行业领先的综合、仿真和调试工具，以及创新的定时和功率优化及分析工具。
  • 嵌入式设计 — 爱特提供免费的基于Eclipse的集成设计环境(IDE) SoftConsole，其中带有GNU C/C++编译器和GDB调试器。爱特还提供来自Keil™ 和IAR Systems®公司的评测版软件，而完整版软件则可向有关供货商订购。
  • 模拟资源设计 — MSS 配置工具能够以图形方式对电流、电压和温度监控功能进行初始设置，对定序初始设置进行采样，并作出如后续处理以及DAC输出等配置。

硬件设计工具

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爱特公司和其合作伙伴均提供支持SmartFusion的设计工具硬件，从售价廉宜的评测套件、功能齐全的开发套件，到用于专有应用的子卡也一一俱备。

  • SmartFusion 评测套件 有助初次使用SmartFusion的设计人员评测相关技术，以及试用各种通信接口和外设。
  • SmartFusion 开发套件 为带有全面的板上存储器、多种联网功能，以及多个数字和模拟扩展标头的全功能开发平台。
  • SmartFusion MPM 子卡可实现复杂的可编程功率管理，可与评测套件或开发套件一同使用。

IP 和解决方案

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SmartFusion FPGA 包含 ARM Cortex-M3 处理器以及多个片上硬件外设。而爱特同时提供多种可配置到器件FPGA架构内的软件外设。

IP Cores搜寻 SmartFusion IP 核.

爱特也提供多种解决方案，使客户能在不同的应用中采用SmartFusion ，加速产品上市时间。

  • 系统管理 — 爱特公司子公司 PigeonPoint Systems提供用于xTCA™ 應用的 混合信号功率管理工具 (MPM) 和硬件平台管理工具，可提供系统管理功能
  • 马达控制 — SmartFusion 智能型混合信号 FPGA 特别适用于永磁马达、伺服马达、串激马达、他励马达，以及交流(AC)感应马达的有源马达控制。
  • 工业自动化 — SmartFusion FPGA架构的丰富外设和灵活性，能够轻易实现工业自動化和桥接功能。SmartFusion开发工具套件支持以太网、EtherCAT、CAN、UART、I2C和SPI 硬件，而固件则可用于诸如Modbus®等其它网络标准。