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ACTEL专题讲座(4):Fusion-业界首个模数混合的FPGA

2020-02-28 18:36发布

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[size=13.63636302947998px] 20世纪90年代中期，从ASIC芯片组中得到启发，并萌发出的一种将一个完整计算机系统在一颗硅片上实现的思想，实现单芯片实现整个系统的功能，即SOC(System on a Chip)，从此SOC的概念被越来越多的人认识，众多厂家纷而投入到高集成度、多功能的芯片研制中，Actel也秘密策划了一起令人惊叹的事件……
[size=13.63636302947998px]2005年Actel推出了全球首个模数混合的FPGA——Fusion，将模拟的外设与数字的FPGA内核进行了完美结合，在FPGA领域实现了前所未有的突破，并可在FPGA内部嵌入CortexM1、ARM7、8051等软核CPU，在一定程度上实现了SOC，Actel的Fusion可应用于电源管理、智能电池充电、时钟生成与管理、电机控制等领域，而先前这些只能用昂贵和耗费空间的分立元件或ASIC来实现，Fusion为其提供了低成本的解决方案，下面将介绍这款独具创意的模数混合的FPGA——Fusion。
1.1 Fusion的特点



[size=13.63636302947998px] Actel的Fusion系列是业界首个模数混合的FPGA，除了数字的FPGA内核以外，内部还集成了32通道的ADC、最多8Mbit的Flash、100MHz的时钟、可承受±12V的模拟IO、可产生1.5V的稳压器等等，单个芯片可以包含一个典型系统的大部分器件，一定程度上实现了单芯片的解决方案。



























































[size=13.63636302947998px] 图1 典型系统
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6条回答
feihong777
2020-02-28 20:31
1.1.1 Flash架构FPGA的数字内核



[size=13.63636302947998px] Actel的Fusion源于ProASIC3发展而来，保留了ProASIC3所有的优点：单芯片、高安全性、高可靠性、低功耗、低成本等特点，这些特点以及ProASIC3的内部架构已经在《Actel基于Flash架构的FPGA专题技术讲座（1）》和《Actel基于Flash架构的FPGA专题技术讲座（2）》中介绍，在这不再重复。
1.1.2 堆栈式的架构




[size=13.63636302947998px] 正因为Fusion的独特性，Actel提出了堆栈式结构的设计思想，将基于Fusion 的设计划分为不同的层次，如图2所示，这个层次结构包含了从底层的抽象设计到高层的应用整个过程。最底层（第0层）是外设的IP层，包括模拟的IP以及软/硬数字IP；第1层不仅提供底层的IP与FPGA逻辑设计通信的总线接口，还将序列发生器集成在里面，以便对个别外设进行底层的配置和数据处理；第2层是应用程序的子块，它可以响应外设的信号和其他系统信号，来实现对外设的控制以及向上层响应；最高层（第3层）由多个第二层的应用子块构成以实现大型的应用设计。











































[size=13.63636302947998px] 图2 Fusion堆栈式层次结构



[size=13.63636302947998px] Actel Fusion堆栈式的设计思想使我们对基于模数混合的FPGA的设计变得简单，使用户体验从最简单的设计到复杂系统构建的整个过程，有利于提高用户对FPGA设计的思想和能力。图3为基于Fusion的应用结构框架图，非常清楚的显示了基于Fusion FPGA实现的整个系统的框架。




























































[size=13.63636302947998px] 图3 Fusion应用结构框架

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