縱觀全球FPGA市場，高密度FPGA由Xilinx與Altera牢牢把持，后者被英特爾收購后劃分到PSG事業(yè)部，兩巨頭持續(xù)采用最先進制造工藝，不斷提升技術優(yōu)勢，相互競爭。而低密度的市場，則由美高森美(Microsemi)和萊迪思(Lattice)占據。兩家公司并不甘一直屈居低密度FPGA市場。近日，Microsemi在北京舉行新聞發(fā)布會正式推出新的FPGA產品PolarFire系列，進軍中密度FPGA市場。

美高森美PolarFire由來

作為一種可編程的邏輯器件，近年來FPGA在航空航天、軍事通信、基站網絡、數據中心、工業(yè)控制甚至汽車、能源方面得到了廣泛應用。集成了靈活的FPGA架構能為系統(tǒng)設計人員提供更多的選擇。

繼2010年收購Actel后，在可編程行業(yè)深耕30年的美高森美，已經擁有了1K到500K LE的產品系列，潛在市場從15億美元擴大到了25億美元。

美高森美FPGa產品線

美高森美系統(tǒng)級芯片產品組高級產品線營銷總監(jiān)Shakeel peera稱：“Polar是極地的意思，南極北極，意味著極低的功耗，而Fire火則意味著高性能。憑借低功耗與高性能的差異化優(yōu)勢，在中密度FPGA市場，PolarFire擊敗了競爭對手。”

美高森美高級產品線營銷總監(jiān)Shakeel Peera

首先，我們先來看看PolarFire FPGA架構圖：

從如上架構圖來看，PolarFire首次支持了DDR4，這也是未來的趨勢；在普通的I/O接口上支持千兆以太網；安全性方面集成了DPA差分功率分析號稱同級最佳安全性。那么PolarFire低功耗高性能是如何而來的呢?

PolarFire低功耗高性能的秘密

首先，相比于Xilinx、Altera采用昂貴的HKMG或FiNFET制造工藝，PolarFIre采用的是基于SONOS的28nm COMS工藝。我們知道每只SRAM晶體管的漏電量大于失一個SONOS單元的1000倍，考慮到包括電荷泵在內的整個芯片，采用非易失性FPGA的漏電量平均比SRAM低10倍。而且28nm還是最節(jié)約成本的節(jié)點。

其次，PolarFIre獨特的收發(fā)器架構，專注于正對12.7Gbps傳送速率實現(xiàn)最優(yōu)裸片尺寸和功耗，相比競爭對手功耗效率提升2x—2.5x。

此外，PolarFire使用美高森美FPGA獨有的Flash*Freeze深度睡眠模式，采用了非易失性技術的PolarFire可以允許更多的電路處于睡眠模式和立即喚醒，進一步降低功耗。

美高森美系統(tǒng)級芯片產品組副總裁兼業(yè)務部經理Bruce Weyer表示：“Polar相比于競爭對手產品在最好的情況下的功耗總體下降近50%，通過降低功耗，每降低一瓦特BOM成本就可以節(jié)省1.5美元。”

美高森美系統(tǒng)級芯片產品組副總裁兼業(yè)務部經理Bruce Weyer

PolarFire其他特性

“網絡安全性是網絡邊緣的聯(lián)網設備首要考慮因素”，hakeel peer稱：“一個價值400美元的DPA黑客攻擊設備可能會帶來數百萬美元的IP偷竊，而IOT傳感器數據預計將在未來5年達到300億個單位，每個單元都是網絡犯罪的潛在入點。”

PolarFire具有同級最佳的安全性，包括：

· 差分功耗分析(DPA)攻擊防范

· 比特流保護

· 集成物理不可克隆功能(PUF)

· 56KB的安全eNVM(sNVM)

· 內置篡改檢測器和對策

· 真正的隨機數發(fā)生器

· 集成Athena TeraFire EXP5200B加密協(xié)處理器(Suite B功能)

寫在最后

在CPLD和FPGA歷史上，曾經多達30多家廠商，經過幾十載的發(fā)展，F(xiàn)PGA從電子設計的外圍器件逐漸演變?yōu)閿底窒到y(tǒng)的核心，而FPGA市場從百家爭鳴演變成現(xiàn)在的四雄割據。據ICinsight、Digitimes等市場研究分析，未來數年內FPGA市場將會是一片光明，期待Microsemi的PolarFire能夠再次點燃FPGA市場。