整合ARM、FPGA与可编程模拟电路的单芯片方案

【Word版本下载可任意编辑】整合ARM、FPGA与可编程模拟电路的单芯片方案所有这些模拟功能性在功能性配置和参数值方面都是完全可编程的，并拥有一个基于图形用户界面(GUI)的软件环境，以及众多用于板上FPGA配置的设计工具。

SmartFusion器件包含有多达500k可编程逻辑门电路，与基于快闪的ProASIC3FPGA器件系列一样。这个逻辑电路支持350MHz的系统性能，内置容量高达108Kb的SRAM，并拥有大量工作频率高至350MHz的数字I/O，支持LVDS、LVPECL、PCI/PCI-X等接口标准，可驱动高达24mA的电流。设计选择包括爱特的HDL(硬件描述语言)工具链、Libero集成设计环境，可以硬件创立逻辑功能，或者是在GUI以拖放式(drag-and-drop)操作创立设计。这种方法可快速输入预定义的IP模块，这些模块可能是源于以前设计的复用元件，或者是爱特提供的函数库内的函数，也可能是第三方供给商提供的IP。

这些芯片上除了一个基于ARMCortex-M3的微控制器子系统之外，还有众多完全可配置逻辑和模拟功能。

相比分立IC，逻辑和线性模块能够提供不折不扣的高性能，同样地，ARMCortex-M3处理器也是一种全功能全规格的实现方案。它是一种已获全面集成的功能性模块——是一个“硬”核，而不是在FPGA逻辑部件上编程的“软”版本。系统运行时钟频率高至100MHz，性能可达125DMIPS，并带512KB的闪存和64KB的SRAM。它的功能强大，足以运行复杂的算法，比方精度电机控制，或者甚至好几个电机的多轴控制。另外，在系统管理应用中，它能够管理电压监控、定序(sequencing)、风扇控制及相关“系统内务管理”等多项任务，同时仍有充足的容量来运行更高的用户应用级任务。作为一个全功能的ARMCortex-M3设计，它还带有一系列外设，包括10/100以太网MAC和其它接口，比方SPI、I2C和UART等。混合信号I/O线运行频率高达180MHz，可驱动6mA的电流。其它微控制器工程人员常用的功能还包括实时时钟、看门狗定时器、8路DMA控制器和外部存储控制器(用于额外的代码或数据的存储)。为了效率地使用硅面积，这套外设也是“硬连线的”，但设计人员能够通过使用邻近的可编程逻辑来对之开展扩展和调整。ARMCortex-M3处理器经由相同的5层AHB总线矩阵构造与FPGA构造严密连接，片上外设连接性能带宽高达16Gbps。

如上所述，SmartFusion架构的处理能力显而易见。此外，SmartFusion架构的灵活性优势还表达在以下事实中：许多前端处理任务根本不需要调用ARMCortex-M3处理器。与其它片上元件一样，模拟计算引擎(ACE)也是一个全新的概念。ACE是一个半自治模块，可在无需ARMCortex-M3处理器干预下执行扩展模拟预处理和后处理任务，比方信号采集的采样和排序。

这个新的器件系列可为嵌入式系统设计人员提供真正的单芯片工具，其在硬件方面完全可配置，软件方面完全可编程，并充分利用了ARM架构能够支配的所有代码设计资源。这些芯片还附带有一整套工具，可以为软件代码编写人员、模拟接