システム管理ソリューション

Actel SmartFusion Intelligent Mixed Signal FPGAActel Fusion Mixed Signal FPGA

複雑な電子システムの設計において、システム管理の重要性は引き続き高まっています。プロセス・ジオメトリが微細化することで、複数の電圧を必要とするデバイスが増え、電圧や温度の変動からの影響をますます受けやすくなっています。システム管理設計では、部品点数が数百点に上ることがありますが、SmartFusion™インテリジェント・ミックスド・シグナルFPGAまたはアクテルFusion®ミックスド・シグナルFPGAを使用したソリューションは、多様なシステム管理機能を統合し、プログラマブルな柔軟性とシステムレベルの統合性をすべてワンチップで提供することができます。

System Management Benefits

システム管理の利点

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ミックスド・シグナルFPGAの世界的リーダーであるアクテルは、ワンチップのシステム管理ソリューションを提供する2つのデバイス・ファミリを用意しています。

アクテルのSmartFusionインテリジェント・ミックスド・シグナルFPGAは、アクテルの実績あるフラッシュベースFPGAファブリック、オンチップの不揮発性フラッシュ・メモリー、オンチップのA/Dリソース、オンチップのイーサネットMACを含む統合されたオンチップI/O、100 MHzで32ビットのARM® Cortex™-M3マイクロプロセッサなどを単一の低消費電力デバイスにまとめることで、優れた統合性を提供しています。

アクテルのFusionミックスド・シグナル・フラッシュPGAは、コンフィギュラブル・アナログ、大容量フラッシュ・メモリー・ブロック、広範囲のクロック生成、管理回路、そして高性能で信頼性に優れたプログラマブル・ロジックを単一のデバイスに統合したFPGAです。

このような高度な統合性により、個別のデバイスによるシステム管理の実装品と比較して、コストとスペースを50%以上節減できます。アクテルは、システム管理用の多様なターンキー・ソリューションを開発しました。高度な統合性、コンフィギュラビリティ、およびサポートにより、SmartFusionおよびFusionは最も信頼のおけるシステム管理ソリューションとなっています。

ワンチップでのシステム管理
One Chip

アクテルのFusionミックスド・シグナルFPGAは、FPGAの新しい分野を世界初となるミックスド・シグナルFPGAとして確立しました。アクテルのSmartFusionデバイス・ファミリは、次世代のインテリジェント・ミックスド・シグナルFPGAであり、統合されたARM 32ビットCortex-M3プロセッサ、オンチップの組み込み不揮発性メモリー（eNVM）、オンチップのイーサネットMACを含む多様なI/O、同時サンプルホールド機能を可能にするさまざまなアナログ・リソース、およびアクテルの実績ある低消費電力FPGAファブリックを搭載することで、組み込みシステム設計者に最大限の柔軟性を提供します。アクテルFPGAデバイスによって、コンセプト段階から迅速に設計を完成させ、豊富な機能を備えたシステムを短期間で市場に投入できるようになります。SmartFusionインテリジェント・ミックスド・シグナルFPGA技術は、ミックスド・シグナル・システム設計の厳しい要件に応える高電圧トランジスタのサポートが可能となるハイ・アイソレーションのトリプル・ウェル・プロセスなど、アクテル・フラッシュベースFPGAの独自の特性を活かしたものです。プラットフォーム管理ソリューションは、これらの特性を活用して多数の従来型個別デバイスの各機能を統合し、ワールドクラスのハードウェア・プラットフォーム管理機能をワンチップで提供します。

System Management Board with Fusion

アクテルのソリューションが備える柔軟性によって、設計実装を簡単にする独自仕様あるいは規格に基づくシステム管理ソリューションを実装できます。同時に、すべてのシステム管理機能を1つの設計環境内でコンフィギュレーションできることになるため、信頼性が向上します。

また、SmartFusionおよびFusionは、システム管理ソリューションにおいても、優れた信頼性を持つFPGAのアクテルの実績を活用しています。アクテルの低消費電力フラッシュFPGAファブリックは、荷電粒子または中性子によるシングル・イベント・アップセットが原因で発生するファームエラーへの耐性を持っています。現在このファーム・エラーは、多くの場合、海抜ゼロ地点で継続的に使用されるアプリケーションで発生しています。また、フラッシュFPGAは、低アルファ線タイプのパッケージ・コンパウンドが使用されている場合でも発生する、アルファ粒子によるアップセット・エラーにも、耐性を持っています。プラットフォーム管理設計が部品コンポーネントからミックスド・シグナルFPGA設計へと移行したことで、一般に、故障率（FIT）率の向上が1桁を超えるものとなっています。

SmartFusionの利点およびFusionの利点の詳細を読む。

電力管理
  • -11 Vから+12 Vまでの最大10個の電源を制御
    • 電圧監視
    • 電流監視
  • 電源投入時の検出およびリセット
  • 電源シーケンス
  • 閉ループ電圧トリミング
  • オンチップでのイベントおよびデータの不揮発性ログ
熱管理
  • オンチップ温度モニター
  • 外部トランジスタのみを必要とする、統合された温度モニター
  • パルス幅変調出力を使用したファン・コントロール機能による、閉ループの熱管理
システム・クロック
  • 内部と外部のオシレータ・クロックソース
  • バックアップ用システム・クロック
SRAM FPGA管理
  • ブートPROMと電圧低下検出デバイスの統合
  • 電源投入時のシーケンス
診断/予測機能
  • 故障解析用に、主要なシステム・パラメータをタイムスタンプして保存
  • データおよびイベントの不揮発性ログにより、フォレンジック解析が可能
リモートおよびローカル通信
  • 複数の規格または独自仕様の通信プロトコルに対応
  • 多数の汎用I/Oを利用可能
識別/認証
  • AESセキュリティによる対応
  • 傍受、複製される恐れのあるプログラム・ファイルのデバイス間の通信なし
  • セキュアなハンドシェーク、デバイス認証に対応
その他の特性
  • MCU向けブート・ローダー
  • エラー/アラーム・リカバリ
  • 低電力運用

xTCA™ハードウェア・プラットフォーム管理のソリューション

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アクテルのxTCA（Telecommunications Computing Architecture）リファレンス・デザインおよび開発キットは、リスクと部品数を大幅に減らし、市場投入までの時間を短縮します。xTCAは、加盟企業数250社以上からなるPCI Industrial Computer Manufacturers Group（PICMG®）が定めたAdvancedTCA®（ATCA）、AdvancedMC™（AMC）、MicroTCA®などの各種規格を含んでいます。これらの規格アーキテクチャは、物理、電気、機能面で共通の仕様を規定すること、および相互運用性を確保することによって、通信、産業、医療、防衛機器のコストを削減します。

アクテルの子会社であるPigeon Point Systems社は、xTCA規格に準拠したハードウェア・プラットフォーム管理ソリューション向けに最も信頼できる基準を確立しました。SmartFusionおよびFusionミックスド・シグナルFPGAを使用することで、Pigeon Point Systems社は、xTCAの各要件に対応する包括的なソリューションを提供しています。詳細については、xTCAソリューションおよびPigeon Point Systemsをご覧ください。

電力管理ソリューション

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アクテルのSmartFusionインテリジェント・ミックスド・シグナルFPGAは、アクテルの実績あるフラッシュベースFPGAファブリック、オンチップの不揮発性フラッシュ・メモリー、オンチップのA/Dリソース、オンチップのイーサネットMACを含む統合されたオンチップI/O、100 MHzで32ビットのARM Cortex-M3マイクロプロセッサなどを単一の低消費電力デバイスにまとめることで、優れた統合性を提供しています。アクテルFusionミックスド・シグナルFPGAによって、電源投入時のシーケンス、ランタイムの電力監視、および電源オフの制御などの電力管理が可能になります。

アクテルは、SmartFusionおよびFusionデバイスの実装によるコンフィギュラブルな電力管理のデモンストレーションを行うために、ミックスド・シグナルパワーマネージャー（MPM）のリファレンス・デザインを開発しました。詳細については、電力管理ソリューションをご覧ください。

設計リソース

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SmartFusion Evaluation KitSmartFusion評価キットは、ハードARM Cortex-M3とプログラマブル・アナログを搭載した世界で唯一のFPGAを試すことができる、簡単で低コストな手段を提供しています。SmartFusionデバイスには、オンチップ・フラッシュ・メモリーとオンチップSRAMメモリーが搭載されています。また、キットには、追加のSPIフラッシュ・メモリー、OLEDディスプレイ、内蔵のイーサネット接続機能が含まれています。また、この評価キットのボードにはLED、スイッチ、多様な電圧や電流および温度の監視機能が搭載されており、ボード上でアナログのテストを行うことができます。

詳細については、SmartFusion評価キットのウェブ・ページをご覧ください。


SmartFusion Development KitSmartFusion開発キットは、ハードARM Cortex-M3とプログラマブル・アナログを搭載した世界で唯一のFPGAを使用して、完全なシステムを開発できるように、機能が豊富な開発ボードを提供しています。SmartFusionデバイスには、オンチップのフラッシュ・メモリーとSRAMメモリーが含まれています。また、開発キットには、追加のオフチップ・フラッシュ・メモリーと2つの電圧ドメインのSRAM/PSRAMが含まれています。このボードは、イーサネットおよびハイパーターミナルを介した通信が可能です。また、この開発キットのボードには、LED、スイッチ、OLEDディスプレイ、および多様なアナログ・リソースが搭載されています。アナログ・リソースとしては、電圧レール監視機能、電流POT、温度ダイオード、アクティブ・バイポーラ・プリスケーラ（ABPS）を使用した電圧スイープなどが含まれています。ネットワークのインターフェイスは、イーサネットPHY、EtherCAT、CAN、UART、RS485などがサポートされています。

詳細については、SmartFusion開発キットのウェブ・ページをご覧ください。

Fusion Embedded Development Board with Low-Cost Programming Stick

Fusion組み込み開発キットは、RoHSに完全準拠したもので、FGG484パッケージに収められた強力なARM Cortex-M1対応のFusion M1AFS1500デバイスを搭載した、クレジット・カード・サイズのモジュラー・ボードと、小型のプログラミング・スティックを備えています。Fusion組み込み開発キットは、アクテルのFusionミックスド・シグナルFPGAファミリの評価とお客様の設計のプロトタイプ作成を迅速に行うことができる、完全なソリューションです。

詳細については、Fusion組み込み開発キット(英語)のウェブ・ページをご覧ください。

Fusion Advanced Development Kit BoardFusionアドバンスド開発キットは、RoHSに完全準拠したもので、マイクロプロセッサのアプリケーションやその他のシステム管理用アプリケーションを開発するための優れたプラットフォームを提供しています。ボード上にあるM1AFS1500 ARM対応Fusion ミックスド・シグナル・フラッシュFPGAは、ARM Cortex-M1、Core8051(英語)、およびその他のソフトIPプロセッサをサポートしています。このキットでは、次の機能を行うことができます。

  • 電源投入時の検出
  • 電源シーケンス
  • 熱管理
  • スリープ・モード
  • システム診断
  • リモート通信
  • クロックの生成および管理

MPMデモ用設計は、Fusionアドバンスド開発キットをターゲットとしたリファレンス・デザインです。このキットには、優れた電力監視機能、電源シーケンス、最大16個の電源レギュレータによるしきい値制御機能が備えられています。ユーザーは、使いやすいスタンドアローンのグラフィカル・ユーザー・インターフェイス（GUI）ツールを使用して、電力管理シーケンスやレベル、しきい値などをコンフィギュレーションできます。また、このツールでFusionデバイス内にMPMの設計をプログラムすることも可能です。

詳細については、Fusionアドバンスド開発キット(英語)のウェブ・ページをご覧ください。