原创 【来点不一样的】Microsemi（原Actel）最新FPGA和开发板介绍

最近接触到了一款Microsemi（原Actel）的代理商艾懋电子开发的SmartFusion2 Starter Kit开发板，逐渐了解了Microsemi（原Actel）FPGA的一些情况。

Microsemi FPGA相关介绍

了解FPGA的人都知道，FPGA的两大巨头Xilinx和Altera，另外还有一家做中低端FPGA和CPLD的Lattice，但是可能对另外一家Actel的FPGA可能了解比较少。

Actel公司成立于1985年，位于美国纽约。之前的20多年里，ACTEL一直效力于美国军工和航空领域，并禁止对外出售。国内一些特殊领域的企业都是采用其它途径购买军工级型号。目前ACTEL开始逐渐转向民用和商用。

Actel是flash架构的FPGA，而Altera和Xilinx的都是SRAM架构，掉电数据丢失，所以一般需要外加一个配置芯片。由于ACTEL是flash架构的FPGA，所以不要配置芯片，而且功耗更低，尤其适用于对功耗敏感的系统。

ACTEL与其他公司的FPGA相比的另一个优点就是上电即运行。这个特性有助于系统组件的初始化、处理器唤醒紧急任务的执行，而Altera和Xilinx的FPGA上电到正常工作需要0.2秒的时间。这一点也正是ACTEL广泛用于航空或者军事领域的原因。

ACTELFPGA内部有2重保密功能：一个是128位Flashlock加密，一个是128位的AES的加密(全部在软件里面自由设置)，真正达到保护您的知识产权。Flashlock密钥是保护芯片，防止他人进行效验、编程、擦除。只有正确的128位Flashlock密钥才能进行对芯片擦除重写。2的64次方已经很大了，2的128次方就更大了。就算运气好，把Flashlock密码**了，但程序代码又是使用128位的AES加密。如果用世界上最快的计算机也要1百亿年。

Actel具有固件免疫能力，就是任何高能量的中子和a粒子撞击器件都丝毫没有影响，但是SRAM型的FPGA是不能承受高能量粒子的撞击，不能适合恶劣的环境。目前上海中科院物理研究所承担的"嫦娥1号"项目中，就是使用的Actel系列反熔丝系列的芯片。这个也是Actel在军事、汽车行业中的优势所在。

SmartFusion2 FPGA简介

基于 Flash 架构的 SmartFusion2 是 Microsemi 的第四代 65nm工艺的片上系统产品，是满足工业、军事、航空、通信和医疗领域所亟需的高安全性、高可靠性和极低功耗的 SoC系统的唯一选择。

SmartFusion2基于Microsemi前三代Flash架构FPGA发展而来，保留了Flash架构FPGA的所有优点，并提供用户超高安全性、超高可靠性、超低功耗、超高性能。内部集成 166 MHz的ARM®Cortex™-M3 的硬核处理器；配合先进的安全处理加速器，保护您的知识产权；在SRAM、PLL 等片内外设基础上，集成了高速乘法器、DDR2/3、CAN、USB、SerDes 以及千兆以太网等高级外设，满足更高性能场合SoC需求。

开发板主要特性描述

(1)  高性能 FPGA逻辑

  ﹒5K~150K LUT；

  ﹒带有快速进位链的 4输入LUT；

  ﹒多达 181个 400MHz双端口 SRAM（×18,×9,×4,×2,×1）；

  ﹒多达 185个三端口 SRAM（两个读端口，一个写端口） ；

  ﹒高性能 DSP 单元，多达 185 个快速乘法单元（每个乘法单元包含一个        18×18 位乘法器和一个 44位累加器）。

(2)  MSS(Microcontroller Subsystem单元)

  ﹒ARM Cortex-M3硬核，主频高达166MHz；

  ﹒64 KB 嵌入SRAM(eSRAM)；

  ﹒多达 512 KB 嵌入eNVM(Flash)；

  ﹒10/100/1000Mbps以太网MAC；

  ﹒USB 2.0 OTG（高达480Mbps）；

  ﹒CAN控制器；

  ﹒SPI、I2C、多功能UARTs(MMUART)等外设；

  ﹒看门狗定时器；

  ﹒两个 32Bit定时器（可配置为1个 64Bit定时器）；

  ﹒两个DMA控制器：8通道PDMA(peripheral DMA)，传输MSS 与外设数据；   高速HPDMA(High-performance DMA)，传输 eSRAM与DDR 数据。

(3)  高速内存接口

  ﹒两个DDRx 控制器：MSS DDR(MDDR)与fabric DDR(FDDR)；

  ﹒支持 LPDDR/DDR2/DDR3；

  ﹒支持最高333MHz时钟速率；

  ﹒支持×16/×18/×32/×36模式；

  ﹒支持 SDRAM；

  ﹒支持 SerDes。

开发板主要器件介绍：  

M2S010T-FGG484       :  10K LE SmartFusion2 SoCin FGG484 package

MT41J128M16HA-15E    :  2GBit DDR3 Memory  

USB3300-EZK           :  USB OTG with Device

KSZ8051MNLI           :  10/100 Mbps Ethernet  

AD9280ARSZ            :  ADC with 32Msps

AD9708ARUZ           :  DAC with 25Msps  

ADS7846               :  Touch Screen support

MAX25L1635D          :  16Mbit SPI Flash

AT24CM01             :  1Mbit E²PROM

DS1302Z               :  RTC suport

MAX3232ESE            :  RS232 support

MAX3485ESE           :  RS485 support

VP230                :  CAN support

开发板接口介绍：

PCIe×1 support

SerDes support

LCD & GPIO support

Debug Jtag Fabric & ARM M3core support

KEY & LED & BUZZER support

最难能可贵的是，该开发板有详细的中文资料和例程，涉及UART、Timer、DDR、SPI Flash、USB、PCIe等接口或协议，可为FPGA开发提供非常详细的借鉴和帮助，适用于FPGA + Soc初学者。具体资料和例程如下图所示。