SmartFusion说明书

### SmartFusion智能混合信号FPGA关键特性及技术解析 #### 概述 Actel的SmartFusion智能混合信号FPGA是一种高度集成的系统级芯片，结合了高性能的FPGA逻辑与微控制器子系统（MSS）以及丰富的模拟功能。这款FPGA特别适合于那些需要在单个芯片上实现复杂数字逻辑、高级处理能力和精密模拟接口的应用。 #### 微控制器子系统（MSS） - **硬核ARM Cortex-M3微控制器**：内置的100MHz 32位ARM Cortex-M3处理器提供高达1.25 DMIPS/MHz的零等待状态吞吐量。这使得SmartFusion能够在无需外部处理器的情况下执行复杂的实时任务。 - **内存保护单元（MPU）**：为系统的内存提供安全保护，确保数据的完整性和安全性。 - **高速乘法器和硬件除法器**：支持单周期乘法操作和硬件除法，显著提高了计算效率。 - **调试接口**：包括传统的JTAG调试（4线）、串行线调试（SWD，2线）和单线查看器（SWV），方便用户进行系统调试和监控。 #### 内存配置 - **嵌入式非易失性闪存（eNVM）**：提供了128KB至512KB的容量选项，用于存储程序代码和用户数据。 - **嵌入式高速SRAM（eSRAM）**：容量范围从16KB到64KB，分为两个物理块，允许两个不同的主设备同时访问，提高了内存访问效率。 #### 多层AHB通信矩阵 - **高带宽**：支持高达16 Gbps的片上内存带宽，使得多个主设备能够高效地共享资源。 - **多主模式**：允许多个处理器或外设同时访问共享资源，增强了系统的灵活性和性能。 #### 网络接口 - **10/100 Mbps以太网MAC**：内置的以太网媒体接入控制器（MAC）支持10/100 Mbps的网络速度，并通过简化媒体独立接口（RMII）连接外部物理层设备。 #### 外部存储器控制器 - **支持多种存储器类型**：能够驱动异步存储器（如NOR Flash、SRAM、PSRAM等）和同步SRAM。 - **可编程特性**：根据应用需求灵活配置，支持各种不同的存储器组合。 #### 外围接口 - **I²C接口**：提供两个I²C外围设备，用于连接其他兼容I²C协议的传感器或设备。 - **UART接口**：配备两个16550兼容的UART端口，用于串行通信。 - **SPI接口**：包含两个SPI外围设备，支持高速串行通信。 - **定时器和看门狗**：内置两个32位定时器和一个32位看门狗定时器，用于时间管理。 - **DMA控制器**：具备8通道的直接内存访问控制器，可以减轻Cortex-M3的负担，提高数据传输效率。 #### 高性能FPGA - **基于ProASIC3架构**：利用Actel成熟的ProASIC3 FPGA结构，确保高性能和可靠性。 - **低功耗、无硬错误的130纳米7层金属CMOS工艺**：采用先进的制造技术，具有极低的功耗和高度的抗干扰能力。 - **非易失性存储**：即使断电也能保持配置状态，实现实时启动和数据保存。 - **350MHz系统性能**：提供卓越的处理速度，适用于高性能计算场景。 - **嵌入式SRAM和FIFO**：支持可变比例的4,608位SRAM块，满足不同组织结构的需求；同时提供真双端口SRAM和可编程FIFO控制逻辑。 - **安全编程与保护**：支持128位AES加密的安全编程，以及FlashLock技术来保护FPGA内容不被非法访问。 #### 可编程模拟部分 - **模拟前端（AFE）**：最多可以集成三个12位逐次逼近型模数转换器（ADC），分别在12位、10位和8位模式下提供500K、550K和600K的采样率。 - **内部参考电压**：提供2.56V的内部参考电压，或者可以选择外部参考电压，增强了模拟功能的灵活性。 Actel的SmartFusion智能混合信号FPGA是一款高度集成的系统级芯片，结合了强大的数字处理能力和丰富的模拟功能，非常适合于需要高性能、低功耗和高集成度的应用领域。无论是工业自动化、汽车电子还是医疗设备，SmartFusion都能提供全面的解决方案，满足多样化的需求。