혼합신호(Mixed-Signal) FPGA 전문 공급업체 액텔 (NASDAQ: ACTL)은 세계 최초의 인공지능형 혼합신호 FPGA (제품명: SmartFusion™)를 임베디드 월드 (Embedded World) 컨퍼런스에서 발표했다. 생산 수량으로 이용할 수 있는, 스마트퓨전(SmartFusion) 디바이스들은 액텔이 검증한 FPGA 패브릭이 특징이다. 이 FPGA 패브릭은 하드형(hard) ARM® Cortex™-M3 프로세서로 구축된 마이크로컨트롤러 서브시스템과 플래시 공정으로 프로그램이 가능한 아날로그 블록이다. 임베디드 설계자들은 더 이상 기능에 대한 절충안을 고려할 필요가 없다. 이제, 임베디드 설계자들은 단일 칩에서 필요한 모든 기능을 원하는 시스템에 쉽게 구축할 수 있다.
스마트그리드 테크놀로지스(Smartgrid Technologies) 데이비드 브라이언 (David Brain) CTO는 “스마트퓨전은 소형 패키지에서 더욱 우수한 유연성으로 매우 뛰어난 스마트그리드 센서를 구축할 수 있는 리소스를 제공한다”면서 “온칩의 아날로그-디지털 변환(analog to digital conversion) 기능을 갖춘 최첨단 임베디드 ARM 프로세서와 미완성 게이트 어레이로 맞춤형 기능을 구축할 수 있는 기능의 통합은 아무도 따라올 수 없는 완벽한 결합이다”라고 말했다.
ARM의 프로세서 사업부문 에릭 숀 (Eric Schorn) 마케팅 담당 부사장은 “액텔의 스마트퓨전 출시는 인공지능형 FPGA 설계로 진화하는 단계를 대표한다. 이와 함께 광범위한 애플리케이션에서 ARM Cortex-M3 프로세서가 급성장하는 모멘텀을 보여주는 것이다”면서 “Cortex-M3 프로세서의 업계 선도적인 고성능과 저전력 이점들을 활용할 수 있는 장점 이외에, 스마트퓨전 라이선스는 600여 개 이상 협력업체로 구성된 ARM의 광범위한 에코시스템의 이용도 가능하게 하며, ARM 아키텍처에 최적화된 툴, 소프트웨어, 미들웨어를 제공한다”라고 말했다.
스마트퓨전이 스마트한 선택이다
로직, 마이크로컨트롤러 서브시스템, 아날로그의 3 가지 요소를 프로그래밍으로 통합할 수 있어, 스마트퓨전 제품군은 완벽한 맞춤형 주문을 실현시키고, 사용하기 쉬운 시스템 설계 플랫폼을 탄생시킨다. 임베디드 설계자는 보드 레벨을 변경하지 않고도 플라이에서 하드웨어/ 소프트웨어 트레이드오프를 최적화시킬 수 있다. 스마트퓨전 디바이스에서, 프로세서->FPGA, 또는 아날로그 -> 프로세서, 또는 FPGA와 아날로그 간 전송되는 모든 데이터는 온 칩으로 이루어진다. 또한, 액텔의 FlashLock® 기술은 뛰어난 수준의 IP(intellectual property) 보안 기능을 제공한다.
코프로세싱이나 인터페이스 맞춤화에 대한 선택에 직면할 때, 스마트퓨전 디바이스는 모터 제어, 시스템 및 전력 관리, 산업 자동화를 포함해 다양한 애플리케이션에 경쟁력 높은 솔루션을 제공하는 진가를 발휘한다. 이러한 애플리케이션은 산업, 군사, 의료, 텔레콤, 컴퓨팅, 스토리지 시장을 포함한다.
액텔의 존 이스트(John East) 사장 겸 CEO는 “스마트퓨전은 시스템의 핵심 부품을 혁신적이고 인공지능적으로 통합했다”면서 액텔의 플래시 기술 덕분에, 우리는 임베디드 설계를 위해 업계 최초로 모든 성능을 구현하면서 전체적으로 프로그램이 가능한 유일한 플랫폼을 제공할 수 있게 되었다”라고 말했다.
제품 상세 정보
오늘날의 복잡한 임베디드 설계를 겨냥한 스마트퓨전 디바이스들은 지난 2005년에 출시한 액텔 최초의 퓨전 혼합신호 FPGA 제품군에서 발전된 제품이다. 이 디바이스의 핵심 부품과 기능들을 다음과 같다:
모든 기능 구현하는 FPGA:
스마트퓨전 디바이스들은 액텔의 검증된, 플래시 기반 ProASIC®3 FPGA 아키텍처의 특징을 제공한다. 액텔은 최첨단 130-nm CMOS 공정 설계를 기반으로, 60,000(60K) 시스템 게이트에서 500,000(500K) 시스템 게이트에 이르는 고밀도를 제공하며, 350 MHz 성능 및 최대 204개의 I/O를 지원한다. 이러한 통합은 다른 디바이스들의 기존 기능을 집적할 수 있게 해, 전체 시스템의 보드 공간 및 전력 소비를 실질적으로 감소 시킨다.
마이크로컨트롤러 서브시스템:
인공지능 기능은 마이크로컨트롤러 시스템의 형태로 FPGA에 추가된다. 마이크로컨트롤러 시스템은 100 MHz에서 구동하는 하드형 ARM Cortex-M3 프로세서를 갖추고 있다. 표준 주변기기 및 기능에 대한 전체적인 보완 요소는 다음과 같다.
• 최대 16 Gbps 처리량으로 멀티 레이어 AHB 통신 매트릭스 제공
• RMI 인터페이스로 10/100 Ethernet MAC 지원
• 각각 2개: SPI, I2C, UART, 32비트 타이머
• 최대 512 KB 플래시 메모리 및 64 KB의 SRAM
• 외장 메모리 컨트롤러 (EMC: External memory controller)
• 8채널 DMA 컨트롤러
프로그래머블 아날로그:
혁신적이면서 독자적인 아날로그 컴퓨트 엔진 (ACE: Analog Compute Engine)은 샘플 씨퀀싱 및 계산을 실행할 수 있으며, 아날로그 초기화 및 프로세싱으로부터 ARM Cortex-M3 프로세싱을 오프로드 시킨다. 프로그램 가능한 아날로그 시스템의 특징은 다음과 같다:
• 1% 정확도의 ADC 및 DAC
• 최대 600 Ksps 샘플링 레이트로 최대 3개의 12비트 ADC
• 최대 3개의 12비트 1차 시그마 델타 DAC
• 최대 10개의 50ns 고속 비교기
• 다중 통합형 온도, 전압, 전류 모니터
고객의 초기 참여 활동 반영
2009년 9월 이후 디바이스를 샘플링한 액텔은 공식적인 리드 고객 프로그램을 통해 전세게 고객들과 협력해 왔다. 6개월 동안, 서버, 라우터, 산업 네트워크 게이트웨이에서부터 태양력 패널 인버터 및 게임 장비에 이르는 수많은 애플리케이션 설계자들은 시장 출시에 앞서 소프트웨어와 실리콘을 사용할 수 있는 권한을 부여 받았다.
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