Microsemi Corporation ha presentado su nueva gama de la disposición de puertas programables de campo (FPGA) del sistema en chip (SoC) de SmartFusion®2.

Las FPGAs SoC de próxima generación SmartFusion2 de Microsemi se han diseñado para hacer frente a los requisitos fundamentales de seguridad avanzada, alta fiabilidad y baja energía en aplicaciones industriales críticas, de defensa, aviación, de comunicaciones y médicas. SmartFusion2 integra la estructura inherentemente fiable basada en flash FPGA, un procesador de 166 megahercios (MHz) ARM® Cortex?-M3, aceleradores avanzados de procesamiento de seguridad, bloques DSP, SRAM, eNVM e interfaces de comunicación de alto rendimiento necesarias para la industria en un solo chip. 

SmartFusion2: Diseño y seguridad de datos
Los recientes ataques en los sistemas industriales, de defensa, aviación, comunicaciones y médicos han destacado la necesidad de salvaguardar la seguridad y contra las manipulaciones dentro de los sistemas electrónicos. SmartFusion2 incluye revolucionarias capacidades de seguridad que hacen que sea sencillo proteger los diseños clasificados y de alto valor contra las manipulaciones, clonaciones, exceso de construcción, ingeniería inversa y falsificación con un diseño de protección de última generación basada en la tecnología flash no volátil.

SmartFusion2 proporciona el diseño más avanzado y capacidad de seguridad de datos que comienza con un dispositivo robusto con raíz de confianza y con capacidad de almacenamiento clave usando la capacidad de regeneración y reclutamiento clave de la FPGA SoC de la industria con función no clonable solamente física (PUF). SmartFusion2 es también la única FPGA SoC protegida de un análisis energético diferencial (DPA) de los ataques que usan la tecnología de la cartera Cryptographic Research Incorporated (CRI). Los usuarios también podrían mejorar los aceleradores de procesamiento criptográficos integrados, incluyendo: estándar avanzado de encripción (AES) AES-256, algoritmo seguro hash (SHA) SHA-256, buscador criptográfico con curva elíptica (ECC) de 384 bits y generador de bit aleatorio no determinista (NRBG).

SmartFusion2: Elevada fiabilidad
Las soluciones lógicas programables de Microsemi se usan de forma amplia en aplicaciones de defensa y aviación debido a su elevada fiabilidad e inmunidad con los casos de single event upset (SEU), que pueden usar los bits binarios para cambiar el estado y los datos corruptos y causar un funcionamiento erróneo del hardware. La necesidad de protección SEU está ampliándose también en las aplicaciones industriales y médicas.

Los dispositivos Smartfusion2 se han diseñado para cumplir con los numerosos estándares industriales, incluyendo IEC 61508, DO254 y DO178B, y dispone de inmunidad SEU de cero fallos a tiempo (FIT). Como beneficio adicional, la estructura FPGA flash SmartFusion2 no necesita de configuración externa, que proporciona un nivel añadido de seguridad ya que las FPGA SoC retienen su configuración cuando se desconecta la energía y permite al dispositivo un rendimiento de "encendido instantáneo".

SmartFusion2 es la única FPGA SoC que protege todas sus memorias SRAM integradas SoC de los errores SEU. Esto se consigue a través del uso de una corrección de un error único, protección de detección de doble error (SECDED) en las memorias integradas, como son la memoria integrada de una sola tarea Cortex-M3, Ethernet, CAN y USB buffers, siendo opcional en los controladores de memoria DDR.

Estos atributos de productos, además de la arquitectura de dispositivo basada en flash, hacen de SmartFusion2 la solución ideal para las aplicaciones más exigentes, como la aviación que necesita protección de los casos perjudiciales SEU.

SmartFusion2: La menor energía
Las FPGAs SoC SmartFusion2 ofrecen a los diseñadores una energía de standby 100 veces menor en comparación con las FPGAs basadas en SRAM equivalentes sin sacrificar el rendimiento. El modo de energía de standby Flash*Freeze se puede iniciar con un comando sencillo. En este modo todos los registros y estado de conservación SRAM, se puede establecer el estado I/O, y el subsistema de microprocesador (MSS) puede estar operativo al tiempo que el reloj de baja frecuencia e I/Os asociados con los periféricos MSS pueden estar operativos. El dispositivo puede entrar y salir del modo Flash*Freeze en unos 100 microsegundos. Esto es ideal para las aplicaciones con un ciclo de bajas tareas donde son necesarias las cortas aperturas de actividad, como la radio de defensa, en la que es vital el tamaño, peso y energía.

SmartFusion2: Información técnica
Las FPGA SoC basadas en flash de Microsemi redefinen la baja energía con 10 milivatios (mW) de energía estática por dispositivo 50K LUT (look-up table), incluyendo el procesador y sin sacrificar el rendimiento. Con el modo de standby Flash*Freeze, la energía cae hasta 1mW. Esto es unas 100 veces menos de energía standby que las FPGAs SoC o FPGAs.

Los dispositivos SmartFusion2 están disponibles con una gama de densidad que va desde 5K LUT hasta 120K LUT, además de memoria integrada y múltiples bloques acumulados para el procesamiento de la señal digital (DSP). Las interfaces de alta banda ancha incluyen PCI Express (PCIe) con 5G SERDES flexibles, además de controladores de memoria con una tasa de datos doble de alta velocidad DDR2/DDR3. El dispositivo incluye también un subsistema de microprocesador (MSS) con un procesador 166 MHz ARM Cortex-M3, en chip 64KB eSRAM y 512KB eNVM para minimizar el coste del sistema total. MSS se ha mejorado con un macrocell integrado de señal (ETM), cache de instrucción de 8 Kbytes y periféricos, incluyendo una red de área de controlador (CAN), Gigabit Ethernet y USB 2.0 de alta velocidad. Los aceleradores de seguridad opcionales pueden utilizarse para aplicaciones de seguridad de datos.

Diseñar con SmartFusion2
Los diseñadores de sistemas pueden aprovechar el conjunto de herramientas de software Libero® SoC recientemente lanzado y fácil de utilizar para diseñar dispositivos SmartFusion2. Libero SoC integra la síntesis líder en la industria, depuración y soporte DSP de Synopsys, y simulación de Mentor Graphics con análisis de energía, análisis de tiempo y el flujo de diseño del botón push. El desarrollo de firmware está totalmente integrado en Libero SoC con la compilación y depuración disponibles de GNU, IAR y Keil, y todos los drivers de dispositivos e inicialización periférica se autogenera en las selecciones de System Builder. El procesador ARM Cortex-M3 incluye soporte del sistema operativo para Linux integrado desde EmCraft Systems, FreeRTOS, SAFERTOS y uc/OS-III de Micrium.

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