PolarFire的SoC
最低功耗，多核RISC-V的SoC FPGA
概观
该PolarFire®的SoC FPGA系列提供低功耗，热效率和国防级安全智能，连接系统的一个无与伦比的组合。
它是在芯片的第一系统（SoC）的现场可编程门阵列（FPGA）具有确定性的，相干RISC-V CPU群集和启用Linux和实时应用确定性L2存储器子系统。 建立在获奖，中档，低功耗PolarFire FPGA架构，PolarFire SoC器件提供高达50％的较低的功率比其他的FPGA，从25K到460K逻辑单元（LE）和特征12.7G收发器跨度。 EEMBCCoreMark测试®-Pro基准图表过电力消耗示出的SoC PolarFire低功耗的优点。 |
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对于PolarFire SoC的早期访问计划是开放的。发邮件给PolarFireSoC@microchip.com了解更多。 |
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解决关键的市场机会
PolarFire的SoC非常适合于安全，节能的计算在广泛范围内成像，人工智能/机器学习（AI / ML），物联网（IOT），工业自动化，汽车，航空航天和国防应用中，有线接入网络与蜂窝基础设施。
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成像/ AI / ML |
物联网 |
工业自动化 |
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汽车 |
防御 |
通讯 |
最低功耗
PolarFire SOC对比赛的SoC的FPGA（CoreMarks / W）
〜25kLE的SoC FPGA的 |
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〜100kLE的SoC FPGA的 |
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〜460kLE的SoC FPGA的 |
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安全
国防部级安全
安全性硅制造过程中启动，并通过系统的部署和运营继续进行。Microchip的PolarFire的SoC FPGA的代表了业内最先进的安全可编程的FPGA。
- 安全硬件
- 安全晶片排序和包装
- 斯佩克特和熔化免疫的CPU
- 设计安全
- DPA耐流编程
- 防篡改
- DPA耐安全启动
- 数据安全
- CRI DPA对策直通证
- DPA耐加密协处理器
RISC-V物理内存保护（PMP）
PolarFire的SoC具有PMP中的每个处理器核心的执行。PMP的用于强制与机器的权限状态结合存储器的访问限制，即机模式，管理程序模式和用户模式。 |
安全领导
| 特征 | PolarFire的SoC | 竞争对手1 | 竞争对手2 | 竞争对手3 |
|---|---|---|---|---|
| TRNG | 硬IP（SP800-90A CTR_DRBG-256; SP800-90B（草案）N RBG个） | ✖ | ✖ | 软IP |
| AES | AES-128 /256分之192（ECB，CBC，CTR，OFB，CFB，GCM，KeyWrap） | AES-256（CBC） | AES-256（CBC） | AES-256（ECB，GCM） |
| SHA | SHA-224分之1/ 256 /512分之384，密钥树 | SHA-256 | SHA-256 | SHA-384 |
| HMAC | HMAC-SHA-224分之1/ 256 /512分之384;GMAC-AES;CMAC-AES | HMAC-SHA2-256 | HMAC-SHA2-256 | ✖ |
| RSA | SigGen（ANSI X9.31，PKCS V1.5），SigVer（ANSI X9.31，PKCS V1.5）-1024/1536/2048/3072/4096 | 软RSA - （2048） SigGen（PKCS V1.5） SigVer（PKCS V1.5） |
软RSA - （2048） SigGen（PKCS V1.5） SigVer（PKCS V1.5） |
软件库： RSA原语（2048） |
| ECDSA | 注册机，KeyVer，SigGen＆SigVer - NIST＆Brainpool（P256 / 384/521）;KAS - ECC CDH，PKG，PKV | ✖ | ✖ | ✖ |
| FFC | KAS - DH，DSA SigGen＆SigVer（1024/1536/2048/3072/4096） | ✖ | ✖ | ✖ |
| 篡改检测 | 电压，温度，时钟频率，时钟毛刺，活动网 | ✖ | ✖ | 只有电压和温度 |
| PUF | 对于安全密钥存储PUF保护（安全启动和数据通信） | ✖ | ✖ | 安全启动钥匙 |
| 比特流保护 | DPA耐加密的比特流编程 | ✖ | ✖ | ✔ |
| DPA的抵抗力 | DPA耐硬加密协处理器，支持上述所有加密算法 | ✖ | ✖ | ✖ |
框图
PolarFire SOC为基于获奖PolarFire FPGA架构和集成了通用性，低功耗，64位，多核RISC-V处理器子系统。
- Linux和实时能够在确定性和连贯的CPU集群
- 集成DDR3 / 4，LPDDR3 / 4个控制器和PHY
- 国防部级安全启动
- SECDED所有的回忆
PolarFire的SoC在中档密度与出色的安全性和可靠性提供了业界最低的功耗。
实时Linux的
安全关键，系统控制和安全应用程序使用的灵活性，Linux提供和需要实时确定性来控制硬件。
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| 安全关键系统 | AI / ML | 物联网产业 | 机器人 | 智能武器和无人机 |
| 典型的SMP实现可能提供了丰富的操作系统的灵活性，但可怕的是运行实时系统需要确定性的表现。 | |
SMP上四核Cortex-A类处理器 |
ISR执行时间显著变化 |
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设计确定性，Linux的能力的SoC需要一个多维方法需要创新的架构，在核和可配置的分支预测功能的连贯内存子系统。
PolarFire SOC具有多核的Linux能处理器，其相干与存储器子系统允许在单个多核CPU群集多功能混合确定性的实时系统和Linux。
PolarFire的SoC，您可以创建一个完全确定的实时系统的Linux一起上时执行每次。
在PolarFire的SoC实现AMP |
在ISR执行时间确定 |
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产品系列
| 特征 | PolarFire的SoC FPGA | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| MPFS025T | MPFS095T | MPFS160T | MPFS250T | MPFS460T | ||
| FPGA结构 | K逻辑元素（4LUT + DFF） | 23 | 93 | 161 | 254 | 461 |
| 数学块（18×18 MACC） | 68 | 292 | 498 | 784 | 1420 | |
| LSRAM块（20K位） | 84 | 308 | 520 | 812 | 1460 | |
| uSRAM块（64x12） | 204 | 876 | 1494 | 2352 | 4260 | |
| 总RAM兆位 | 1.8 | 6.7 | 11.3 | 17.6 | 31.6 | |
| uPROM千位 | 194 | 387 | 415 | 470 | 553 | |
| 用户的DLL / PLL的 | 8各 | 8各 | 8各 | 8各 | 8各 | |
| 高速IO | 12.5 Gbps的SERDES车道 | 4 | 4 | 8 | 16 | 20 |
| 第二代PCIe终点/根端口 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| 总FPGA IO | HSIO + GPIO | 108 | 276 | 312 | 372 | 468 |
| 总MSS IO | MSS IO | 136 | 136 | 136 | 136 | 136 |
| MSS DDR | 数据总线 | 16 | 32 | 32 | 32 | 32 |
| 打包 | 类型（尺寸，间距） | 总用户I / O：MSS-IO / HSIO / GPIO / XCVRs | ||||
| FCSG325（11×11个，11x14.5 *，0.5mm）的 | 102/32 /2分之48 | 102/32 /2分之48 | 32分之102/ 48/2 * | |||
| FCSG536（16×16，0.5mm）的 | 136/60 /4分之108 | 136/60 /4分之108 | 136/60 /4分之108 | |||
| FCVG484（19×19为0.8mm） | 136/60 /4分之48 | 136/60 /4分之84 | 136/60 /4分之84 | 136/60 /4分之84 | ||
| FCVG784（23x23为0.8mm） | 144分之136/8分之168 | 144分之136/8分之168 | 144分之136/8分之180 | |||
| FCG1152（35x35为1.0mm） | 144分之136/16分之228 | 180分之136/ 288/20 | ||||
PolarFire的SoC提供的尺寸最小
PolarFire的SoC FPGA提供最好的一流的外形在25K，95K，160K和250K的LE。
入门
下载并安装最新的工具
| 下载 | 描述 |
| 的Libero SoC的设计套件 | 的Libero SoC设计套件是与Microsemi的FPGA和SoC的设计的综合性工具188足球下注 |
| 的SoftConsole | Softconsole是针对嵌入式固件开发的自由软件开发环境 |
| PolarFire Github上的SoC | Baremetal驱动程序和示例项目 |
下载相关文件
| Renode | |
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Renode提供PolarFire SoC和祢-V软CPU的仿真模型，并可以用于调试固件。Renode捆绑6.x版的SoftConsole和可免费下载
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| 参考资料 | 描述 |
| Renode系列网络研讨会 | 查看入门视频，并注册为即将到来的Renode系列网络研讨会 |
| 的SoftConsole发布说明 | 和的SoftConsole安装Renode说明和发行说明 |
| Renode网站 | 在Renode完整的文档 |
| RISC-V ISA规格 RISC-V ISA特权规格 RISC-V调试规格 |
RISC-V规格文件 |
| 目标：的SoftConsole | 的SoftConsole软件和文档 |
资源
产品信息
| PolarFire的SoC手册 | 二千○一十九分之一十二 |
数据表
| PolarFire SoC的先期产品概述 | 二千○一十九分之一十二 |
| PolarFire的SoC高级数据表 | 二千○一十九分之一十二 |
打包
| PolarFire的SoC MPFS250T_MPFS250TS-FCVG484封装引脚分配表 | 二千○一十九分之一十二 |
| PolarFire的SoC MPFS250T_MPFS250TS-FCG1152封装引脚分配表 | 二千○一十九分之一十二 |
| UG0902：PolarFire的SoC FPGA封装和引脚说明用户指南 | 04/2020 |
功耗估计
| PolarFire SoC的功耗估算（V10b被） | 04/2020 |
| UG0897：PolarFire和PolarFire的SoC FPGA功耗估算用户指南 | 04/2020 |
硬件文档
| PolarFire SoC的冰柱套件原理图（初步） | 03/2020 |
| PolarFire SoC的冰柱套件BRD文件（初步） | 03/2020 |
| UG0901：PolarFire的SoC FPGA电路板设计指南用户指南 | 二千○一十九分之一十二 |
用户指南
| UG0880：PolarFire的SoC FPGA微处理器子系统（MSS）用户指南 | 04/2020 |
| UG0881：PolarFire的SoC FPGA引导和配置用户指南 | 04/2020 |
| UG0886：PolarFire的SoC FPGA外围设备用户指南 | 04/2020 |
| UG0888：PolarFire的SoC FPGA跟踪和调试用户指南 | 04/2020 |
| UG0890：PolarFire的SoC FPGA上电和复位用户指南 | 04/2020 |
| UG0904：PolarFire的SoC FPGA的千兆以太网MAC用户指南 | 04/2020 |
| UG0905：PolarFire的SoC FPGA系统服务用户指南 | 04/2020 |
| UG0906：PolarFire的SoC FPGA DDR内存控制器用户指南 | 04/2020 |
| UG0912：PolarFire的SoC FPGA架构用户指南 | 04/2020 |
| UG0913：PolarFire的SoC FPGA时钟资源用户指南 | 04/2020 |
| UG0914：PolarFire的SoC FPGA编程的用户指南 | 04/2020 |
| UG0915：PolarFire的SoC FPGA收发器用户指南 | 04/2020 |
| UG0916：PolarFire的SoC FPGA IO用户指南 | 04/2020 |
| UG0920：PolarFire的SoC FPGA的PCI Express用户指南 | 05/2020 |
应用笔记
| AC489：构建PolarFire的SoC设计MSS |
05/2020 |
PolarFire的SoC工业IBIS模型（所有设备）
| PolarFire的SoC GPIO工业IBIS模型 | 二千○一十九分之一十二 |
| PolarFire的SoC HSIO工业IBIS模型 | 二千○一十九分之一十二 |
| PolarFire的SoC MSSIO工业IBIS模型 | 二千○一十九分之一十二 |
| PolarFire的SoC专用IO工业IBIS模型 | 二千○一十九分之一十二 |
| PolarFire IBIS-AMI套餐 | 01/2020 |
寄存器映射
| PolarFire SoC的寄存器映射 | 二千○一十九分之一十二 |
III-V族生态系统
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Antmicro的Renode仿真平台提供了多种连接相同的环境，使易于开发的客户没有C语言编程的麻烦中的虚拟设备的设置。 |
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ARIES提供嵌入式硬件产品（模块系统和定制设计），服务，知识产权，开发和软件开发（FreeRTOS操作系统，U-Boot的，Linux）的基础上Microsemi的Polarfire FPGA和SoC。188足球下注 |
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数字核心技术提供设计涵盖了产品的整个生命周期的服务。这包括硬件设计（高速，高密度数字，模拟，电源和RF），嵌入式逻辑洁具和嵌入式软件 |
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DornerWorks擅长FPGA设计和工程，嵌入式软件和硬件开发。他们的专业知识包括航空航天，医疗，汽车和物联网市场的设计。 |
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Emcraft是系统级模块（SOM）解决方案的领先供应商。他们对所有的SOM系统解决方案的提供生产就绪，自维护的Linux的BSP和软件分发。 |
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Emdalo技术软件工程开发公司，专门从事提供嵌入式系统解决方案，机器学习，人工智能，信息安全和IIoT应用。188体育app平台 |
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Enclustra提供高度集成的FPGA模块（SOM）和FPGA优化IP核。并通过对嵌入式软件提供涵盖从高速的硬件或固件HDL基于FPGA的系统开发的全系列服务。 |
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Express Logic公司提供全面的X-WARE物联网平台为嵌入式开发人员针对FPGA的。该RTOS的ThreadX已经被移植到在PolarFire MPF300-EVAL-KIT评估板的RISC-V软CPU。 |
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六角五Security，Inc.的是多区™安全，对于RISC-V的第一个可信执行环境，创建者提供无限数量的安全域的基于策略的硬件强制分离，对数据，代码，外围设备的完全控制和中断。 |
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IAR Embedded Workbench是用于构建和调试使用C和C ++嵌入式应用的集成开发环境。该工具链提供领先的代码质量，规模和速度;广泛的调试与仿真和硬件调试支持。 | |
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Imperas公司支持Micros188足球下注emi的RISC-V基于FPGA的SoC的使用III-V族FreeRTOS的伸展式平台套件（EPK）工具来帮助开发，移植，调试和测试。 |
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导师启用针对各种应用，包括汽车，工业，智能能源，医疗器械，并与他们的Linux产品和Nucleus实时操作系统消费电子产品的嵌入式开发。 |
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Micrium公司提供的加上无与伦比的文档和客户支持工程师友好源代码的形式高品质嵌入式软件组件。 |
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PHYTEC是基于应用处理器和FPGA SOM系统解决方案的领先供应商。PHYTEC还提供服务：系统集成，硬件和软件设计，机械设计与制造。 |
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SecureRF提供安全解决方案的嵌入式系统和无线传感器技术。SecureRF是优化的IP核的FPGA的Microsemi Microsem188足球下注i的和提供的的CompanionCore伙伴。 |
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SiFive构建基于开源RISC-V ISA上定制硅。SiFive提供自定义的RISC-V CPU核心IP在Microsemi的FPGA的使用减少时间对市场和成本。188足球下注 |
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圣丹斯DSP是高性能DSP和FPGA处理器板的一个全球性的供应商（SOM）和I /高性能O模块，并行处理应用，例如成像，雷达，声纳，工业控制和军事。 |
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Technolution提供量身定制的解决方案，如容错RISC-V软核，高速接口，BSP和驱动程序，实时视频传输，以及高端电路板设计。 |
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TRENZ电子开发，制造，集成和销售FPGA和SoC模块（SOM）与主要的精力放在专用HDL和FPGA设计，硬件和软件开发。 |
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UltraSoC深入参与定义RISC-V标准的调试架构。UltraSoC是第一家提供一个RISC-V188体育app平台处理器跟踪解决方案，同时支持开源和商业处理器。 | |
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风河VxWorks是全球领先的实时操作系统。风河延伸到PolarFire的SoC VxWorks的支持。 |
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wolfSSL提供开放源代码，对速度，大小，便携性，功能和标准符合性的强调轻巧，嵌入式安全解决方案。他们的产品包括wolfSSL，wolfCrypt，yaSSL和wolfSSH。 | |
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西风项目是建立一个小型的，可扩展的RTOS一个开源协作努力。西风操作系统已经被移植在M2GL-EVAL-KIT部署在IGLOO2 FPGA的III-V族RISC-V软CPU上。 |
