Flash FPGA十八般武艺于一身

Flash FPGA十八般武艺于一身

（引用地址：http://www.eeworld.com.cn/news/fpgaandcpld/200709/16013.html）

无疑，火热的便携式市场吸引了众多商家的目光。姑且不论新推出的iphone ,且看我们面前的手机：显示屏，GPS ,RF芯片，电源管理芯片，已经足以形成一个庞大完善的产业链。如果算上同样火热的军用、汽车、工业以及愈来愈炙手可热的医疗电子，怪不得能够吸引众多商家全力施展自己十八般武艺，以拼得一席之地。当然，应用领域日趋广泛的FPGA也不例外。

据In-Stat公司ASIC和SoC高级市场分析师Rich Wawrzyniak表示：“对可编程逻辑而言，便携式应用是个飞速增长的市场，预计到2010年，这些应用的销售额将超过5亿美元。为了适应不断变化的标准、加快产品上市速度，以及提供下一代先进硅解决方案所需的占位面积和功耗，市场对低功率可重编程解决方案的需求越来越大。”

Actel 发布了其又一Flash FPGA力作——具M1功能的IGLOO FPGA ,大大延长了手持与便携式设计的电池寿命。

图为具M1功能的IGLOO FPGA

席间，Actel产品市场拓展副总裁Rich Brossart向我们讲述了基于Flash FPGA技术优势：

低功耗：
由于Flash内存工艺的低功耗，基于Flash 的FPGA具有低功耗特点。之前提到的IGLOO 器件提通过最低的静态功耗、Flash*Freeze 技术、睡眠模式，以及动态功耗管理功能，可以使静态功耗达5uW。

加密，防窃取（安全）：
四个对FPGA最大的安全威胁包括： 克隆、反向工程、过建、拒绝服务（１）。
由于Flash的非挥发性，基于Flash 的FPGA在一个可靠的环境下被编程以后，就不再需要一个另外的码流，因此它不会受到克隆攻击方式的威胁。另外，它对反向工程等入侵性攻击有高度的抵抗性，这是因为在Flash FPGA里面的用户逻辑完全取决于Flash晶体管的内容，就算把器件解体或剥离也只能显露器件内部结构，而不是 Flash 晶体管的实际内容。由于Flash FPGA表面的一致使它受到入侵性攻击时，很难辨认其探针点。

上电即用：
以 Flash 为基础的 FPGA 将配置信息储存在片上 Flash 单元中，一旦完成编程后，配置数据就会成为 FPGA 结构的固有部分，在系统上电时并无需载入外部配置数据。

固件错误免疫（单事件干扰）：
固件错误是高层大气中产生的高能中子撞击 SRAM FPGA 配置数据存储单元所导致的错误。撞击产生的能量会改变 SRAM FPGA 配置数据存储单元的状态，从而改变其逻辑、路由或 I/O ，而这种改变是无法预测和控制的。这类错误在 SRAM FPGA 中不可能避免，因而导致其时间延续故障 (FIT) 率值达数千。

融合 FPGA 的配置元素 (即 Flash 存储单元) 便不会被高能中子改变，因此具有中子引发的固件错误免疫力。

可重编程：
SRAM和Flash方法均采用基于存储器的配置，通过调用存储器单元来控制互联矩阵交点处的晶体管。不同的是，SRAM FPGA器件含有一个非易失性存储器：如果掉电，配置信息将会丢失。而Flash FPGA是通过闪存存储配置数据，闪存单元具有非易失性以及可重复编程特性。

最小的封装，占位面积：
基于Flash的FPGA编程单元是单管结构，而基于SRAM的FPGA采用六管SRAM单元进行开关控制，并且其开关本身还要占用一个传输门。

当然，基于Flash 的FPGA还有一些其他的优势，但是对于便携式市场而言，极低的功耗，将电池寿命尽可能的延长以及安全性尤其具有吸引力。对此，我们做了一些原理上的分析，以作参考。

备注：

（１）

　　a.克隆
克隆是指竞争对手拷贝启动 PROM 或从板上拦截处理器码流并进行复制。如果设计中包含外部码流时，则该设计的IP 对克隆非常脆弱。

　　b.反向工程
反向工程即竞争对手由重建您的设计原理图或网表复制您的设计。在这个过程中，竞争对手将了解设计的运作从而进行改进。

　　c.过建
过建在把您的产品交给无道德的合同制造商生产时出现，这些制造商能在开放市场上购买额外的FPGA元器件，然后在厂家没有允许的情况下，生产额外的产品，在没有开发成本和不需要提供技术支持的条件下，以更低的价格在市场上售卖，从而牟取利润。

　　d.拒绝服务
拒绝服务属于恶意破坏的行为，您的竞争对手或者黑客能够通过重新编程您系统上的 SRAM FPGA而使您的系统不能运行。拒绝服务使厂家的声誉、产品的质量等形象将遭到破坏。