SmartFusion伴隨著諸多光環(huán)終于走向市場(chǎng)，其架構(gòu)一改以往風(fēng)格，SmartFusion是唯一集成FPGA資源、ARM Cortex-M3微控制器和可編程模擬資源的器件，具有更高的集成度，能夠?qū)崿F(xiàn)既要求具備IP保護(hù)能力、又要求易于使用的完全可定制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)。這一系列FGPA器件能提供真正的單芯片系統(tǒng)(SoC)解決方案，以及比現(xiàn)有內(nèi)嵌軟核處理器的FPGA更低的成本。

提高集成度和處理能力

      SmartFusion器件的主要特點(diǎn)和功能如下：一是功能齊全的FPGA。SmartFusion器件具有經(jīng)愛特公司驗(yàn)證、基于快閃技術(shù)的ProASIC3 FPGA架構(gòu)，使用先進(jìn)的130nm CMOS工藝，系統(tǒng)門密度范圍為60K至500K，具有350MHz的工作頻率和最多204個(gè)I/O。這種組合能夠集成來自其他器件的現(xiàn)有功能，大幅減少線路板空間和總體系統(tǒng)的功耗。二是包括微控制器子系統(tǒng)。此系列FPGA的智能化來自于微控制器子系統(tǒng),該子系統(tǒng)帶有工作頻率為100MHz的ARM Cortex-M3硬核處理器。三是可編程模擬模塊。其創(chuàng)新性的專有模擬計(jì)算引擎(ACE)負(fù)責(zé)執(zhí)行采樣排序和計(jì)算，從而分擔(dān)了ARM Cortex-M3處理器中的模擬初始化和處理任務(wù)。
      4年以前Fusion產(chǎn)品的推出，第一次將模擬、Flash技術(shù)整合在FPGA中。但以前Fusion內(nèi)嵌的處理器，不管是8051、ARM7還是Cortex-M1，都是軟核，因此需要占用FPGA的很多邏輯資源。而現(xiàn)在SmartFusion的推出，采用的高效ARM內(nèi)核——Cortex-M3屬于硬核，不占用FPGA的邏輯資源，不僅具有FPGA的高速并行的特點(diǎn)，而且可以發(fā)揮ARM靈活控制的長(zhǎng)處。片上集成嵌入式ARM處理器，意味著SmartFusion的用戶不但能體驗(yàn)Cortex-M3處理器業(yè)界領(lǐng)先的高效能與低功耗優(yōu)勢(shì)，還能通過ARM的600多家合作伙伴，取得用于優(yōu)化ARM架構(gòu)的各種工具、軟件和中間件。
      Fusion系列產(chǎn)品的邏輯規(guī)模最大是150萬門，采用的軟核處理器和外設(shè)還需要占用其中的邏輯資源，而現(xiàn)在的SmartFusion的邏輯規(guī)模達(dá)到了200萬門～500萬門，集成的處理器和I2C、SPI等外設(shè)也都不再占用邏輯資源。另外，SmartFusion與以前的產(chǎn)品相比還增加了D/A的部分，集成了更多模擬技術(shù)。
      Fusion系列的特點(diǎn)是低功耗、非易失性和高可靠性，并具有高集成度，SmartFusion不但使這些特性更進(jìn)一步，而且處理能力也大為增強(qiáng)，Cortex-M3處理器運(yùn)行速度高達(dá)100MHz。Fusion系列采用Flash技術(shù)，它比其他FPGA廠家基于SRAM工藝的產(chǎn)品可靠性更高，更有彈性，也具備更低的功耗。采用這項(xiàng)技術(shù)，保證了掉電之后不會(huì)丟掉數(shù)據(jù)。SmartFusion延續(xù)了以前的技術(shù)，使產(chǎn)品更有彈性、更具靈活性和更高的集成度，同時(shí)可以降低成本。因?yàn)?，基于Flash技術(shù)使集成更多模擬技術(shù)的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，不采用Flash技術(shù)的公司在FPGA中要集成這么多的模擬器件，就至少需要兩塊硅片，當(dāng)然會(huì)增加成本。

改變FPGA角色

      對(duì)于FPGA市場(chǎng)來說，SmartFusion是一項(xiàng)重要的創(chuàng)新技術(shù)，因?yàn)镕PGA首次嵌入了一個(gè)完整的微控制器子系統(tǒng)(MSS)，系統(tǒng)包括所有處理器外設(shè)和可編程模擬模塊，實(shí)現(xiàn)了真正的單芯片系統(tǒng)，能夠滿足設(shè)計(jì)人員自行創(chuàng)建與眾不同的嵌入式方案的全部需求。

      SmartFusion改變了FPGA在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的角色。過去，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員一向以MCU加ASSP的組合作為解決方案。SmartFusion通過集成MCU、模擬外設(shè)、嵌入快閃和真正的單芯片可編程邏輯，讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以實(shí)現(xiàn)先前僅有定制解決方案才能達(dá)到的集成水平。SmartFusion器件中的FPGA架構(gòu)能夠讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在其產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)真正的差異化，而無需使用定制解決方案。更重要的是，SmartFusion器件能提升系統(tǒng)運(yùn)作的效率。由于ARM Cortex-M3處理器是與FPGA架構(gòu)分開的標(biāo)準(zhǔn)嵌入式單元，所以兩者可以獨(dú)立運(yùn)作。因此，設(shè)計(jì)人員可以在不影響處理器運(yùn)作的情況下重新對(duì)FPGA架構(gòu)進(jìn)行編程，在需要時(shí)更新用戶邏輯的功能性，同時(shí)由處理器處理關(guān)鍵的系統(tǒng)功能。相反的，在更新處理器固件時(shí)，用戶邏輯也可以繼續(xù)運(yùn)作。設(shè)計(jì)人員利用這種靈活的可編程性，將能夠開發(fā)出真正的差異化產(chǎn)品。

應(yīng)用更加多樣化

      現(xiàn)在其他FPGA大廠多集中于高速數(shù)據(jù)流量方面的應(yīng)用，而我們要做的市場(chǎng)不同，是具有差異化的市場(chǎng)。我們希望通過把更高端的處理器以及更多模擬技術(shù)集成進(jìn)去，來進(jìn)一步增強(qiáng)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，拓展FPGA更多的應(yīng)用領(lǐng)域。SmartFusion對(duì)我們來說就是這樣一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的產(chǎn)品線，它將是Actel下一代主流產(chǎn)品拓展的開始。
      作為Fusion系列的升級(jí)版，SmartFusion的高集成度可以支持更多的應(yīng)用，比如針對(duì)高端的路由器和交換機(jī)，它們需要做電壓、溫度和電流的監(jiān)控以及LED的顯示等。要實(shí)現(xiàn)這些功能，如果沒有SmartFusion的話，就需要FPGA+MCU+模擬的部分來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在它使這種設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)化。
      SmartFusion拓展了FPGA在工業(yè)上的應(yīng)用，適用于系統(tǒng)管理、電源管理、馬達(dá)控制、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及顯示器等應(yīng)用。它比Fusion系列的控制精度更高、控制的數(shù)量也更多，而且可支持更多的通信標(biāo)準(zhǔn)，可定制不同的通信接口，而SoC可能只能支持一種應(yīng)用的接口。除此之外，SmartFusion也能為醫(yī)療、能源、通信以至軍事等各行業(yè)市場(chǎng)提供創(chuàng)新的解決方案。最近，Actel發(fā)布適用于SmartFusion智能混合信號(hào)FPGA的功率管理解決方案，功率管理解決方案提供圖形用戶界面(GUI)、源文件和硬件，可讓嵌入式設(shè)計(jì)人員執(zhí)行單芯片多軌功率管理排序和調(diào)整。
      Smart的含義在于兩個(gè)方面，一是器件本身由于增加了更強(qiáng)大的微控制器內(nèi)核，帶來了更強(qiáng)的智能性；二是它給工程師帶來了在設(shè)計(jì)中的智能。
但SmartFusion并不代表Actel整體產(chǎn)品的發(fā)展方向，只是其中一部分產(chǎn)品。以后有些應(yīng)用將向低功耗、混合信號(hào)、內(nèi)嵌處理器產(chǎn)品的方向走，SmartFusion的出現(xiàn)會(huì)拓展這方面的應(yīng)用。
      總之，SmartFusion集成度的提高，進(jìn)一步在FPGA中整合了數(shù)字和模擬的資源，降低了工程師設(shè)計(jì)的難度，并減小了這些器件在PCB上的面積，從而使整體成本降低。而且，還可以很靈活地去更改。另外，這種集成了更多模擬器件的產(chǎn)品也增強(qiáng)了產(chǎn)品的安全性。