Aufgrund des geringen Leistungsverbrauchs lassen sich mit der IGLOO-Familie portable Geräte oder Geräte mit einem tiefen Stromverbrauch entwickeln, die gegenüber PLD-Lösungen die fünffache Akkulaufzeit ermöglichen. Als Lowpower-FPGA-Lösung für 1,2 V ermöglicht die IGLOO-Familie mehrere Betriebsarten, in denen der Leistungsverbrauch optimiert wird: Flash*Freeze-Mode, Lowpower- Mode für den aktiven Betrieb (Lowpower- Active-Mode) und Sleep-Mode. Im Flash*Freeze-Mode sorgt Actels Flash*Freeze-Technologie für Leistungseinsparungen, während die FPGA-Inhalte erhalten bleiben. Die Baustein-I/Os weisen Tri-State- Verhalten auf. SRAM- und Registerinhalte bleiben erhalten, werden jedoch nicht getaktet. Darüber hinaus können Entwickler den Flash*Freeze-Pin der IGLOO-Familie nutzen, um schnell (innerhalb 1μs) und einfach in den Flash*Freeze-Mode zu gelangen oder diesen zu verlassen.

Leistungsverbrauch kann auf unter 25 μW gesenkt werden

Alternativ ermöglicht der Lowpower-Active- Mode die direkte Steuerung des Zeitpunktes, zu dem das System in den Lowpower-Mode geschaltet werden soll. Gemäss Anbieter verbrauchen diese Bauteile im Lowpower-Active- Mode die geringste Leistung von allen FPGA-Lösungen, wobei FPGA-Core, Clocks und alle I/Os funktionsfähig sind. Bei der Entwicklung von hoch komplexen Geräten kann der Sleep-Mode dieser FPGAs den Leistungsverbrauch unter 25μW senken, sobald die Versorgung des FPGA-Cores abgeschaltet wird.
Für Anwendungen, die nur wenig Leistung verbrauchen dürfen, hat Actel eine Lösung entwickelt, die die Lowpower-Vorteile mit dem führenden Flash-Prozess sowie die wiederprogrammierbare Architektur der ProASIC3- FPGAs mit flexiblen Techniken zur Optimierung des Leistungsverbrauchs einschliesslich Flash*Freeze-Mode in sich vereint.

Die FPGAs bieten sichere In-System- Programmierbarkeit

Die FPGAs der IGLOO-Familie verfügen über bis zu 3 Millionen System-Gates und bieten die gleichen Vorteile wie Actels erfolgreiche ProASIC3 Flash-FPGAs. Dazu gehören u. a. Live-at-Power-up-Verhalten und sichere AESverschlüsselte In-System-Programmierbarkeit. Die FPGAs der IGLOO-Familie enthalten bis zu 616 User-I/Os, 6 PLLs (Phase-Locked- Loops) und 504 kBit RAM. Sie werden mit 350 MHz getaktet und sind in Versionen für den kommerziellen und industriellen Temperaturbereich erhältlich. Damit Entwickler, die mit diesen Bausteinen arbeiten, eine möglichst hohe Produktivität erzielen und das Design vereinfachen können, hat Actel seine integrierte Entwicklungsumgebung Libero nun auf den Support von Lowpower-FPGAs optimiert. Darüber hinaus können Anwender mit dem in Libero enthaltenen Analysetool SmartPower den Leistungsverbrauch in IGLOO-FPGAs charakterisieren.

Erstes 4 x 4 mm großes Gehäuse für programmierbare Logikbausteine

Actel bietet diese Lowpower-FPGAs jetzt auch im 4 x 4 mm großen Ball-Grid-Gehäuse mit 0,4 mm Pitch an und setzt damit einen beachtlichen Meilenstein als Anbieter des eigenen Angaben zufolge industrieweit kleinsten FPGA-Gehäuses. Als Ergänzung seines bereits vorhandenen Portfolios mit 8 x 8 und 5 x5 mm großen FPGA-Gehäusen bietet Actel dem Entwickler mit dem neuen Gehäuse die vierfache Packungsdichte, die dreifache Zahl an I/Os und gegenüber anderen programmierbaren Logik-ICs um 36 Prozent kleinere Abmessungen. Die IGLOO-FPGAs sind kleiner als ein Maiskorn und eignen sich ideal für Kleingeräte wie Mobiltelefone, tragbare Media- Player, sichere Mobilkommunikationsgeräte, Remote-Sensoren, Sicherheitskameras und portable Medizingeräte. Der erste Baustein, den Actel im 4 x 4 mm kleinen FPGA-Gehäuse anbieten wird, ist der IGLOO AGL 030 mit 30000 Gates. Das Bauteil benötigt bis zu 200-mal weniger Leistung im statischen Betrieb und verlängert die Batterielaufzeit gegenüber Mitbewerbsprodukten um über das Zehnfache. Die IGLOO-Familie gibt es bereits in Pin-kompatiblen 8 x 8 und 5 x 5 mm großen Gehäusen und ermöglicht somit die Migration zwischen Gehäusevarianten.

Lowpower-FPGA mit ARM-Cortex-M1- Prozessor

Im Rahmen seiner Low-Power-Strategie vereint Actel die Stärken seiner FPGA-Familie IGLOO mit leistungsfähigen ARM-Cortex-M1- Prozessortechnologien und bietet ab sofort M1-enabled IGLOO-FPGAs an. Die neuen FPGAs benötigen extrem wenig Strom, bieten Kosten- und Platzvorteile und eignen sich somit speziell zur Entwicklung von Lowpower- Geräten. Zeitgleich mit der Vorstellung seiner M1-enabled IGLOO FPGAs präsentierte Actel einen mehrstufigen Plan zur Bereitstellung von Entwicklungsboards, Referenzdesigns und IP-Cores (Intellectual Property) für Storage-, Display- und Steuerungslösungen. Durch die Optimierung und Anpassung des ARM-Cortex-M1-Prozessors auf die energiesparende Actel-FPGA-Familie gibt es nun eine Lösung, die die Kosten, den Leistungsverbrauch und den Platzbedarf auf dem Board senkt und die Entwicklung deutlich vereinfacht. Die meisten Bausteine aus dieser Familie sind heute verfügbar und können für neue Entwicklungen eingesetzt werden.

Das IGLOO-Icicle-Demoboard basiert auf dem 5-μW-IGLOO-Bauteil

Dieser Artikel ist in der Fachzeitschrift Polyscope Ausgabe 1-2/2008 erschienen.