ACTEL半导体FPGA选型指南

Actel半导体FPGA销售服务电话：(020)3873061938732221技术支持电话：(020)2887234528267809技术支持邮箱：[e-mail]@zlgmcu.comActel提供业界标准的处理器………………………………6-02Actel半导体FPGA的特点……………………………………6-06Nano系列FPGA……………………………………………6-07ProASIC3/E系列FPGA……………………………………6-08ProASIC3L系列FPGA……………………………………6-09视频字符叠加解决方案…………………………………………6-11ZLGTFT驱动专用芯片…………………………………………6-12基于ActelFPGA的TFT控制器解决方案………………………6-13EasyFPGA060开发平台……………………………………6-14ProASIC3StartKitFPGA开发平台…………………………6-15Fusion系列FPGA……………………………………………6-16FusionStartKitFPGA开发平台……………………………6-18IGLOO系列FPGA……………………………………………6-19IGLOOStartKitFPGA开发平台……………………………6-23SmartFusion系列FPGA………………………………………6-24SmartFusionFPGA开发平台…………………………………6-25Actel命名规则………………………………………………6-26Actel器件的封装………………………………………………6-27Actel提供业界标准的处理器Cortex-M1：基于ARMv6-M指令集的高性能32位ARM处理器Cortex-M3：业界流行的32位ARMV7-M硬核Core8051和Core8051s：单指令周期的8051内核CoreABC：FPGA中最小的处理器内核LEON3：基于SPARCV8结构的32位高端处理器Cortex-M1●应用于FPGA中的高性能处理器Cortex-M1是一个高性能的32位ARM处理器，在ActelFPGA中，时钟频率最高可达72MHz左右，这也是Cortex-M1首次在FPGA中的应用，而且Cortex-M1占用的FPGA逻辑资源较少，是一个在可编程逻辑器件中真正高性能、低资源占用率的处理器。●Cortex-M1来源Cortex-M1是ARM公司的cortex家族中的一员，从Cortex-M3系列中分离出来。采用高效率、低代码密度的Thumb2指令，对于先前用Thumb指令设计的代码无需修改就可以很好的兼容。ActelFPGA具有诸多ASIC的特点，如果用户希望自己设计一个带ARM的ASIC，ActelFPGA将真正提供一个简单可行的解决方案。●Cortex-M1在FPGA设计中的应用Cortex-M1在FPGA中的应用权衡了面积和速度的利益，提供了一个折中的方案，采用三级流水线模式和ARMv6-M指令集，支持指令和数据的TCM（TightlyCoupledMemories）模式，带有可配置的中断控制器；可选择带有调试模块或不带有调试模块的内核；基于CoreConsole的IP系统平台软件进行开发，可以将Cortex-M1内核无缝连接到AHB总线上，并且非常容易的让用户裁减外设的部件。Cortex-M1特点◎FPGA中高性能的ARM处理器◎没有License的费用和版税◎32位、3级流水线、ARMv6-M指令结构◎用户可访问Cortex-M1的所有I/O◎Cortex-M3的升级版，具有完整的开发工具嵌入式系统应用的核心是处理器，在一个FPGA的应用系统中很多时候同样需要一个高性能的处理器协同工作，因此Actel提供了业界标准的处理器解决方案。从32位高性能的ARM和LEON3处理器到最小的软处理器CoreABC，Actel提供了最广泛的应用场合。同时，Actel也提供各种免费的配套开发软件，例如：CoreConsole、SoftConsole、Libero等。这些工具的支持都是为了使用户搭建一个最低价的系统级的开发平台。Actel强大处理器平台:6-02●Actel在SmartFusion系列中集成了硬核的Cortex-M3硬核，该M3不占用FPGA资源，同时，Actel提供了丰富的驱动函数库，极大的方便了用户的使用。该M3硬核增加了FPGA灵活控制的长处，同时解决了单芯片使用32位处理器和逻辑资源的问题，引领着单芯片SoC方向的发展。●高可配置性Cortex-M3硬核应用到ActelFPGA的同时考虑到了M3硬核的配置灵活性。M3内几乎所有的功能部件均可以根据需求配置，极大的平衡了功能需求和功耗的关系。●灵活的通信方式M3硬核和FPGA逻辑的结合是一种突破，但其极其灵活的通信方式却是其无可比拟的优势，AHB、APB、GPIO、总线、中断等多种方式实现Cortex-M3和FPGA内核之间的通信，让您的设计更加随心所欲。FPGA中的硬核Cortex-M3●性，可以通过裁剪来支持自定义的数据类型和数据宽度。内核Actel的CoreABC是业界最小，同时也是首个面向FPGA可在使用一个可编程的序列控制器，来实现对嵌入式功能部件的控RTL层面编程的软微控制器，它能为众多的嵌入式应用提供解决制，例如APB读和写、位操作、ALU操作、逻辑指令、简单分方案。我们无需RAM或ROM资源，仅使用241个逻辑单元(tile)便支以及跳转调用指令等。采用汇编型指令对CoreABC编程，指可实现这款免费的控制器。因而设计人员可将CoreABC用于较小令可以用硬件门阵列实现或存放于存储器中，当只需要运行少的Actel器件中，包括低成本的ProASIC3A3P030器件在内。量指令时，RTL编程具有优势；但当需要大量指令时，程序代●高可配置性码运行于存储器更具优势，所以可以根据用户需要采用不同的CoreABC基于CoreConsole软件平台开发，具有高可配置实现方式。FPGA中最小软微控制器（softmicro）CoreABCCoreABC主要特性◎极快的I/O响应速度(＜100ns)；◎高可配置性并且可轻易裁剪以满足用户应用的需求；◎可通过APB总线挂接外设；◎程序可通过硬件门阵列实现或存放于存储器中；◎可以使用在不含片内存储器的FPGA中。FPGA系列Actel半导体6-03Cortex-M3特点◎ARMv7-M架构◎单周期乘法指令◎Thumb-2指令集◎16Gbps带宽的AHB总线矩阵◎带有SWJ-DP调试接口◎没有License费用和版税●SFR接口添加了高级外设总线（APB）接口。这样，设计人员8051之所以一直都有着广泛的应用是因为它是一个业界标准便可以搭建根据自己需要的8051系统，在APB总线上任意挂接的MCU、有着强大工具的支持以及广泛的使用人群。当某个应用外设，并对其进行配置，以满足它们特殊的应用要求。需要小型、低功耗的控制器件时，ActelCore8051或Core8051sCore8051s的速率还非常快，且可以运行现有的8051代码和使就是很好的选择。这两个内核都是免费的，速度很快，并有一整用现有的8051开发工具。套强大的开发工具支持，专门对ActelFPGA进行优化。●Core8051的兼容性Core8051可以通过网表或RTL来实现，并且与标准的8051兼容，设计人员因而可以利用现有的大量代码来缩短其设计时间。Core8051具有8位ALU和标准8051的特性，包括特殊功能寄存器（SFR）、存储器接口以及电源管理电路等等。●可配置的Core8051sCore8051s是Core8051的精简版，它移除了所有的外设，业界标准的8051LEON3●LEON3是一个32位处理器，基于SPARCV8架构，并且通过优化以供ActelFPGA使用。它可以和MicrosoftWindows和Linux之类的高端操作系统一起使用。LEON3的所有源代码符合GNUGPL许可要求。处理器还通过了GaislerResearch（）上的低成本商业许可。容错版LEON3处理器同样可以应用于关键场合。●主要特性◎32位APARCv8架构◎7级流水线，哈佛结构◎可选的IEEE-754浮点单位◎AMBA总线接口LEON3应用于高端的系统Core8051/Core8051SCore8051Core8051s◎兼容所有ASM51指令◎与ASM51指令集兼容◎一个时钟执行一条指令◎一个时钟执行一条指令◎两个定时器/计数器◎AMBAAPB总线接口◎串行接口◎自选外设部件◎片内调试接口◎片内调试接口Core8051与Core8051s特性:6-04●●硬件支持Actel公司免费提供的CoreConsole和LiberoIDE开发环境使用Actel公司提供的FlashPro3USB下载器，通过可以搭建基于Core8051、CoreMP7、cortexM1以及CoreConsole和Libero软件对器件下载编程以及使用基于CoreABC处理器的平台，并由第三方厂商免费提供的SoftConsole软件在系统调试，同样也支持第三方厂商标准的SoftConsole调试软件进行在系统调试，或者使用其它业界标调试工具。准的软件，例如：RealView,Keil,IAR,GNU编译器；RealView,GDB,IAR调试工具；μC/OS,μClinux,Nucleus操作系统。软件支持开发工具FPGA系列Actel半导体6-05Actel公司是单芯片FPGA解决方案的领导性厂商，早期以反熔丝FPGA为主，致力于航天航空以及军事领域，造就了其在可靠性、安全性等领域上独领风骚的辉煌。近年来Actel逐渐向民用市场开放，并推出了高安全性、高可靠性的Flash架构FPGA，特别是第三代的ProASIC3的广泛应用，充分展示了ActelFPGA单芯片、上电即行、非易失性、低功耗、高安全性、固件错误免疫、低系统成本、无NRE费用、快速原型构建等优势。随着Actel与Microsemi的强强联合，ActelFPGA将单芯片集成系统的优势发挥的淋漓尽致，MCU、FPGA、模拟功能等的无缝集成，Actel将成为未来SoC解决方案一枝独秀。Actel半导体FPGA的特点LiberoIDE集成设计环境ActelFlash架构的FPGA无需配置芯片,其开关结构采用130nm的Flash工艺，具有掉电非易失特点，一旦完成编程后，配置数据就会成为FPGA结构的固有部分，在系统上电时无需从外部载入配置数据。Actel特有的带模拟功能FPGA--Fusion，在ProASIC3的基础上增加了ADC、FlashMemory、模拟IO、RTC等部件，使单个芯片的集成度更高，不仅大大降低了PCB板的面积，降低成本，更是提高了安全性和可靠性，并实现了单芯片的解决方案。单芯片ActelFlash架构的FPGA具有类似于ASIC的功率特性，无需上电启动功耗和配置功耗，其无论是静态功耗和动态功耗都比基于SRAM的FPGA低很多，特别适用于电池供电产品和其它对功耗敏感的应用，而功耗是基于SRAMFPGA器件所面对的难题。另外Fusion可实现自睡眠模式，通过内部的LDO和RTC可实现睡眠和唤醒模式；IGLOO系列特别为手持设备设计，最低静态功耗可达5μW，其独特的Flash*Freeze模式无需关断电源、外部时钟即可进入低功耗模式，并能保存RAM的内容数据。低功率ActelFlash架构的FPGA具有上电即可运行(LAPU)特性，上电时间非常短，一般只需要几十微秒，无需特别的上电时序要求，这种上电即行特性可以为外部器件提供时钟、复位信号等，取代复位芯片、时钟调整电路、数据地址译码电路等，简化整个系统的设计同时提高了安全性，因此ActelFPGA可以用于对上电时