「集成電路盜版終結者」問世，芯片非法拷貝有望得到抑制

通過要求各種芯片在使用以前經由一種閉鎖和密鑰機制被安全地激活，反盜版配置減少了非法拷貝集成電路的機會。通過把加密的模塊添加至各種芯片之中，專利持有者可能要求在新製造出來的芯片開始工作之前先被激活。

「在電子行業中，有計劃的解剖微電子芯片正成為一種越來越嚴重的問題，」密歇根大學的教授Igor Markov表示，「我們的配置並不是無法拷貝的，但是，它確保購買許可且合法地生產芯片要比偽造芯片的成本更低。」

這種技術的工作原理是，把一種加密模塊加入芯片之上以閉鎖該芯片，只有通過電子方式插入正確的密鑰，這顆芯片才能發揮作用。激活過程可以通過原始設備製造商的測試儀來執行，該測試儀需要被連接至互聯網。通過這種辦法，採用盜竊的藍圖非法製造的芯片就可以被識別出來，從而要求買家嘗試激活那些非法製造的芯片。

這種稱為集成電路盜版終結者(Epic)的配置模塊是跟Rice University的Farinaz Koushanfar教授合作設計完成的，本週將在德國慕尼黑舉行的(2008年3月10-14日)設計自動化以及測試研討會上，將由密歇根大學的博士候選人Jarrod Roy正式宣佈。

被加密芯片將不採用序列號製造，但是，將配備一次性可編程存儲器，從而使得芯片在採用由專利持有者註冊的64比特隨機識別碼進行激活時能被記錄下順序號。因為識別碼僅僅能被使用一次，據配置模塊的發明人說，如果不對芯片做逆向工程處理的話，識別碼將無法再次使用；而逆向工程的成本遠遠比購買合法芯片要昂貴。

加快SoC開發和上市，採用低成本FPGA驗證平台助你一臂之力

隨著集成電路的門數和集成度不斷增加，SoC芯片的設計週期越來越長，從立項到客戶批量往往需要超過一年的時間。然而在競爭激烈的消費電子領域，上市時間往往決定了產品的成敗，一次流片不成功、軟件和解決方案跟不上進度都會延後產品批量的進度。因而選擇一款合適的FPGA驗證平台就顯得極為重要了。在日前進行的IIC China 2008展會暨研討會上，S2C（思爾芯）公司與IP提供商CAST公司共同參展，為廣大本土IC設計公司提供了低價的FPGA驗證平台。

目前國內的IC設計公司中有多少願意購買FPGA平台呢？對於這個問題，S2C公司首席技術官陳睦仁對電子工程專輯表示：「通常來說，本土的中型公司都傾向於自己做FPGA平台來進行驗證，不過小型公司和大型公司願意購買。原因很簡單，小型公司不具備這方面的人力和技術能力，而大公司一般吃過這方面的虧，不會在FPGA驗證方面耗費太多精力。」陳睦仁同時表示，「一般來說SoC設計公司推一款產品需要採用三套驗證平台，一套用於RTL驗證，一套用於Firmware，另一套用於寫應用層的軟件。而對於大公司，一般會購買多套，比如sunplus就購買了9套我們的平台用於推他們的一款產品，不僅設計部門需要，Sales在給外出給客戶展示的時候也用的上。這樣一旦流片成功後馬上就可以批量出貨，而不必再花時間來做方案和推客戶。」

S2C前一代FPGA驗證平台，採用Virtex-4，需要專門的下載器

新一代採用兩顆Virtex-5的驗證平台，直接USB下載，配備若干外圍接口，可將兩塊板重疊或外接模擬部分電路板

S2C最新一代的FPGA驗證平台也進行了展示，該平台採用兩顆賽靈思Virtex-5 LX110，支持4GB DDR2存儲器，支持採用USB接口直接下載，並可以將兩塊板疊起來形成4顆FPGA的驗證系統。陳睦仁表示：「理論上可以疊更多，但驗證速度會下降，所以建議疊兩塊板即可。單顆Virtex-5 CX330已經達到660萬門，四顆Virtex-5就可以完全滿足一般的消費電子SoC需求。」同時該驗證平台支持外接模擬電路，這樣就為混合信號 SoC設計提供了保障。

「目前，已經有多家國內客戶購買了我們的產品，比如晶寶利、大唐微電子、永新同方等等，我們的這個驗證平台價格僅在3.3萬美金左右，而加快產品上市時間帶來的利益絕不止這些。一些大學研究生實驗室也需要低端一些的平台，比如採用Virtex-4的驗證平台，用來進行教學和學生實習，目前我們也在與部分大學和研究所合作。」陳睦仁表示。

除了推廣其FPGA驗證平台，S2C公司同時還提供SoC原型服務，其模式是：提供創意——SoC原型加SoC設計服務——協助成功流片，同時S2C還與IP供應商CAST公司合作，協助推廣其IP。

S2C公司CTO陳睦仁

Silicon Labs發表業界最低電壓MCU

芯科(Silicon Labs)發表業界首款操作電壓最低(0.9V)的微控制器，使可攜式產品首次能從一顆電池取得所需電源。C8051F9xx產品線創新的8位元架構包含1個高效率直流升壓轉換器，最多提供65mW電力給內部微控制器和其它元件，是一套單電池系統解決方案。C8051F9xx系列適合可以電池供電的產品，例如無線感測器網路、煙霧警示器、可攜式醫療裝置、遙控器、電腦週邊和可攜式音訊裝置，提供小型及省電的性能，並可透過單電池和雙電池模式降低系統總成本。

在許多操作範圍從0.9V到3.6V的低耗電應用裡，微控制器多數時間都在休眠模式，並會定時喚醒擷取資料。C8051F9xx利用創新的設計技術將典型休眠模式電流減少到50nA以下。這款微控制器可於2微秒內從低耗電休眠模式回到CPU處理速度高達25MIPS的正常操作模式，並立即開始測量類比數位轉換器的輸出，這能將微控制器執行測量和演算法的時間減到最少。為了節省正常操作模式下的電池耗電，C8051F9xx的省電架構能將操作模式電流減少到170μA/MHz。

C8051F9xx產品線不僅擁有高效能和低耗電，還在很小的封裝中提供了前所未見的豐富功能。C8051F9xx系列是最先將64kB快閃記憶體和4kB RAM記憶體整合至4mm x 4mm封裝的微控制器，提供更多記憶體給資料記錄等常見應用。這個最新的低電壓、低耗電微控制器產品線還包含1個10位元、300ksps類比數位轉換器(ADC) 和能夠快速喚醒的電壓參考；1個SmaRTClock計時模組；以及多種不同的內部振盪器選項，提供一套真正的系統單晶片解決方案。Silicon Labs利用標準低耗電CMOS技術和創新的設計技術實現這種前所未見的功能整合度，協助客戶減少外部零件數目和節省用料成本。

Silicon Labs提供自有工具來協助設計和加速上市時程。例如Silicon Labs的低成本專業開發套件就提供整合開發環境(IDE)、目標板、線材和電源供應等所有組件，使工程師立刻就能展開系統設計。這組套件還包括 Silicon Labs電源評估工具，這套採用圖形操作界面(GUI)的工具提供典型電池放電特性的所有細節和使用者可編輯的試算表，讓設計人員將客戶的低電壓/低耗電微控制器應用最佳化。設計人員還能使用低成本ToolStick子卡和基座轉接器，在沒有風險的情形下評估產品。

C8051F9xx系列已開始供應，並有24接腳4 x 4毫米QFN封裝、32接腳5 x 5毫米QFN封裝和32接腳7 x 7毫米LQFP封裝可供選擇。

Lattice推出改進型操作系統uClinux，適用於LatticeMico32和LatticeMico8

Tektronix

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Lattice Semiconductor近日公開用於其LatticeMico32嵌入式軟核處理器的uClinux Operating System (OS) ，進一步推動了開源嵌入式系統設計。通過支持OS，開發人員可以迅速設計實現基於Lattice的開源嵌入解決方案的控制系統。

此外，Lattice同時推出了LatticeMico32微處理器核和ispLEVER version 7.0 SP2，具有從屬仲裁、外圍支持改善、集成度提高等新優點，可在Linux下支持LatticeMico32系統設計工具流程。Lattice還推出了新版採用小型封裝的LatticeMico8微處理器，增加可尋址代碼空間和可設置地址範圍並改進了堆棧操作，可支持高級編譯器。

澳大利亞的Theobroma Systems已與Lattice簽訂合同，協助其將uClinux OS移植到Lattice Mico32微處理器。Theobroma Systems在開源嵌入式系統開發解決方案具有豐富的經驗。他們的合作內容從製造定製板支持包或開發工具到基於嵌入式Linux的主要項目。

移植到LatticeMico32的uClinux OS可提供與linux相似的文件系統和組網能力，但是沒有MMU。基於Linux2.6完成至LatticeMico32架構的移植（參考 uClinux開發人員的「lm32-nommu」） 。為了提供完整的解決方案，移植包括當前版本的uClinux 「userland」 applications、U-Boot、uClib和基於uClinux的用戶命令。Lattice已公開演示LatticeECP2?評估板所需的所有文件。Lattice在其uClinux技術論壇以及其常規應用技術支持提供uClinux開發支持。

有關uClinux port的文件可從http://www.latticesemi.com/products/intellectualproperty下載。若要快速評估uClinux的性能，Lattice提供有用於 LatticeECP2的LatticeMico32/DSP 開發板，該開發板可從Lattice網店購買，價格為$695。Lattice 已公荊LatticeMico32 和LatticeMico8 IP，如有需要可自行從Lattice網站免費下載

S2C equips Virtex logic module with USB-enabled runtime control

S2C Inc. has released its third-generation rapid SoC prototyping tool, the Dual Virtex-5 TAI Logic Module equipped with two Xilinx LX series Virtex-5 FPGAs, which supplies up to 6.6 million ASIC gates of capacity.

The new module features the ability to run TAI logic module's key functions from PC via an on-board USB interface. Users can also generate clocks, download to FPGA and self-test hardware through the TAI Player runtime software shipped with TAI logic module.

Additional new features include on-board DDR2 DIMM sockets supporting up to 4Gbytes of memory, three on-board programmable clock generators running from 0.5 to 200MHz, and equal length I/O for optimal performance with user target systems. The new Virtex-5 series TAI logic module also maintains an identical architecture with the previous Virtex-4 generation of TAI logic module, allowing existing customers to re-use their daughter boards. S2C also provides numerous off-the-shelf accessory modules to accelerate customers' construction of FPGA prototypes for their applications.

"We chose S2C's Virtex-5 series TAI logic module for design verification and early software development based on our success in using their earlier Virtex-4 series product line," says Ming-Qiang Cheng, engineering manager at Spreadtrum Communications "Compared to building FPGA prototypes in-house, adopting an established off-the-shelf FPGA platform let our engineers concentrate on what they do best - chip design research and development."

"Aside from a stable prototyping environment, our customers have indicated ease-of-use as a crucial element in their selection of FPGA tools, so we've worked hard to improve the level of integration between our hardware and software offerings," noted Mon-Ren Chene, chief technology officer of S2C. "Our TAI Player software has been upgraded and fully supports the Virtex-5 TAI logic module to give designers greater control over the design flow process, from synthesis partitioning and RTL-level probe setup to FPGA place-and-route."

The Virtex-5 series of prototyping modules can be stacked for additional capacity and is fully backward compatible with the earlier generation Virtex-4 TAI logic module.

S2C is one of the exhibitors in the upcoming IIC-China 2008.

Xilinx EDK delivers no-fee peripheral IP cores

Xilinx Inc. has expanded its catalog of no-fee intellectual property (IP) cores for designing embedded processing systems with Xilinx platform FPGAs. The 10/100 Ethernet MAC Lite, single precision floating-point unit, industry standard UART 16450/16550 controller and I²C interface IP cores can now be licensed at no charge.

Made available through the Xilinx Embedded Development Kit (EDK), the four IP cores have been ported to the enhanced on-chip CoreConnect bus structure, the Processor Local Bus version 4.6 (PLB46) that Xilinx introduced last November, to be implemented in designs using the MicroBlaze soft processor and the PowerPC processor embedded in the Virtex family of FPGAs.

"The EDK now includes over 40 popular cores for licensing at no charge that can be used for a wide range of applications for PowerPC and MicroBlaze processor systems," said Tim Erjavec, director of embedded and DSP marketing at Xilinx. "Using the EDK suite of no-fee IP cores, designers can select and build an unlimited number of configurations to meet their needs and not incur the additional costs associated with traditional IP license agreements."

In addition to the no-fee IP cores, numerous other value-core options are available separately from Xilinx and partners including a Tri-Mode Ethernet MAC, USB2, CAN and the FlexRay controller.

Peripherals for Xilinx embedded processing now available at no charge include:

IP Core Part Number
IIC Interface DO-DI-IIC-SD
UART 16450/16550 DO-DI-UART-SD
10/100 Ethernet MAC Lite DO-DI-10-100-EMACLITE
Floating-point unit (Single precision) DO-DI-FPU-SP

The IIC interface IP core provides an industry standard two-wire, peer-to-peer serial bus interface for device communication. This core provides master, slave and multimaster operations, supporting 400KHz fast mode and 100KHz standard mode. The UART 16450/16550 IP core works in both 16450 and 16550 modes and performs the parallel to serial conversion on characters received from a CPU and serial to parallel conversion on characters received from a microprocessor peripheral.

Optimized to provide the basic Ethernet functions with the least resources used, the 10/100 Ethernet MAC Lite supports IEEE 802.3 Media Independent Interface (MII) to industry standard PHY devices and communicates to a processor via a Processor Local Bus (PLB46) interface. This core provides interfaces for both 10Mbit/s and 100Mbit/s.
The MicroBlaze soft processor has an optional configuration for implementing floating-point support via the automated Platform Studio tool suite. By comparison, the Xilinx auxiliary processor unit (APU) floating-point unit IP core is designed specifically for the PowerPC 405 hard processor core implemented in the Virtex-4 FX family of FPGAs. This core provides support for IEEE 754 floating-point arithmetic operations in single precision. Software applications can use native PowerPC processor floating-point instructions to achieve sustained performance of up to 100MFLOPS.

The no-fee IP cores are available now, delivered with the Xilinx EDK and licensed via the online IP registration center. EDK version 9.2 is available for $495 and includes the MicroBlaze v7 processor core with new optional memory management unit (MMU), Xilinx Platform Studio (XPS) 9.2 tool suite, software drivers, documentation and reference design examples.

XPS 9.2 supports MicroBlaze and PowerPC processing design for Virtex-5, Virtex-4, Virtex-II Pro and Spartan-3 FGPAs. XPS 9.2 supports a broad range of computing platforms, including Windows XP (32bit SP1 and 2), Linux Red Hat Enterprise (32bit 5.0 and 4.0, 64bit 5.0) as well as Solaris 9 (2.9/5.9).

積極迎接消費電子盛宴，Actel不斷追求更低功耗和更低成本

作者：邵樂峰

近年內，Actel不斷推出瞄準便攜式應用的高靈活性、低功耗的FPGA產品。這方面的產品包括，靜態功耗為5mW的超低功耗FPGA——IGLOO系列產品、採用Flash技術的低功耗FPGA、適用便攜式應用處理器的FPGA以及低功耗系統管理IP和優化功率的設計創建與分析工具等。近日，Actel 亞太區總經理賴炫川在接受《電子工程專輯》記者專訪時表示，Actel的使命就是通過創新可編程邏輯解決方案，從芯片級到系統級解決功耗問題。並期望一提到功耗問題時，設計人員就會立即想到Actel。

業界趨勢繼續推動對低功耗的需求，基於Flash的FPGA將走紅

由於便攜式產品的生命週期短及市場競爭激烈，FPGA設計人員必須不斷增加新的功能和複雜性，但卻不能耗用更多的電池能量。因此他們不僅要求開發工具全面，而且要求易於使用，也要求專為降低功耗而優化。而另一個非常值得關注的趨勢是動態功耗的重要性日益增加。賴炫川解釋說，一直以來業界關注更多的是產品的靜態功耗問題，但在時鐘經常切換且為FPGA提供輸入的應用中，如便攜式視頻和醫療設備的高速數據管線，動態功耗就顯得至關重要，而且目前在功率預算中所佔的比例越來越大。舉例來說，相對於1.5V，FPGA工作電壓在1.2V時可降低約36%的動態功耗，同時採用功耗驅動佈局還可降低約 13%。

　

他認為，現在FPGA廠商面臨的挑戰將是如何把FPGA做的更像ASIC。這就意味著需要不斷降低系統和單個器件的成本以及功耗，並提高設計的安全性和可靠性，單芯片解決方案以及滿足設備的功耗要求等。傳統的基於SRAM的FPGA解決方案無法滿足這些要求，而非易失性的基於Flash的 FPGA產品則先天性的具有這方面的優勢。因此，非易失性、單芯片FPGA技術是對有限板基空間、功耗、上市時間、安全性和低成本有特定要求的系統設計工程師的上佳選擇。


重新定義低功耗的新標準

為了進一步擴展Actel低功耗可編程解決方案組合，Actel面向高性能及對功耗敏感的系統設計人員推出了全新的ProASIC3L系列 FPGA。它以ProASIC3架構為基礎，門電路數從25萬到300萬個，且備有商用和工業用兩種溫度等級，帶有嵌入式SRAM存儲器、大量I/O、鎖相環 (PLL) 以及非易失性存儲器。與5μW IGLOO FPGA系列一樣，ProASIC3L器件也支持1.2V核心電壓和Flash*Freeze技術，使設計人員無需關斷時鐘或電源，即可迅速將器件從動態工作模式切換到靜態模式。在利用同級100萬門 FPGA的典型高速設計中，ProASIC3L器件的動態功耗為100mA，靜態功耗為1mW。同時，ProASIC3L系列還支持FPGA優化32位 ARM Cortex-M1處理器的免費實現。

除了努力降低功耗，Actel在芯片封裝、開發接口IP方面也是做足了工夫。例如其5μW IGLOO FGPA 系列的封裝尺寸就只有4mm×4mm，但卻帶來了4倍更高的密度、3倍更多的I/O，以及減小尺寸達36%的效果；在便攜式存儲中，FPGA可作為從處理器總線到存儲接口的橋接ATA6和CE-ATA，SD1.1/2.0和MMC，CompactFlash3.0 CardBus2.1/PCMCIA。這些產品的應用目標市場主要是針對智能電話、GPS、PDA，手持式和流動存儲以及袋裝計算器和銷售終端等。

關於Actel的產品為什麼一直還在採用0.13mm工藝技術，賴炫川解釋說，在製程工藝技術和功耗的坐標軸中，動態功耗和靜態功耗相交的最低點，對應的工藝製程技術是0.13mm，也就是說，採用0.13mm工藝技術，漏電流是最低的，這就是我們為什麼一直以來還在採用0.13mm工藝技術的原因。

未來市場策略

過去人們很少在消費電子領域考慮使用FPGA，但由於ASIC的發展越來越受到限制，隨著芯片尺寸和功耗的降低，FPGA將變得越來越有吸引力。賴炫川認為，在中國大部分使用 FPGA的客戶都是製造消費類電子產品的，而下一個應用熱點將會是在汽車電子，因為可編程邏輯在那裡也是一個非常適合的候選技術。比如包括進入混合動力、電動汽車或燃料電池汽車的控制系統；以及包括防撞系統、盲點檢測和告警系統，以及倒車攝像頭在內的汽車安全應用系統等等。

談到市場競爭，他表示，隨著市場越來越細分，Actel要做的是預測和洞察未來的市場在哪裡，必須專注於自身的差異化發展，選擇那些大廠商尚未完全鎖定的、更具爆炸性增長的領域，而不是和更強大的領導者盲目競爭。例如，低成本的FPGA目前只佔市場的10%，但是未來三年將超過30%，這就是機會。

消費電子引領FPGA未來，眾廠商各顯神通

其實看準這一機遇的不單是Actel。賽靈思公司CTO Ivo Bolsens博士在接受本刊記者採訪時就曾表示，FPGA未來將向專用化和複雜SoC發展，傳統的軟件可編程和硬件可編程正走向融合。就未來幾年而言， FPGA的增長主要來自於三重播放的機會和消費電子應用。更長遠地看，兼具高度並行處理和低功耗特點的FPGA，未來將獲得來自消費電子領域的大量機會。

針對市場的這一特點，賽靈思也推出了自己的非易失性產品Spartan-3AN，它強調成本和靈活性，可用於平板電視、機頂盒、 IPTV、網關、醫療等市場。另外，已量產的XtremeDSP信號處理解決方案產品系列新增功耗優化的Spartan-3A DSP器件，為低成本且低功耗FPGA領域的應用如軍事通信戰術無線電系統、無線接入點和便攜式醫療設備等，提供了高性能的數字信號處理能力。

另一FPGA巨頭Altera公司也不甘示弱，最新推出了其零功耗MAX IIZ CPLD產品，該器件是專門針對解決便攜式應用市場的功耗、封裝和價格限制而設計開發的。借助Stratix III和Cyclone III FPGA、HardCopy結構化ASIC以及MAX IIZ CPLD，Altera為業界提供了全套的低功耗解決方案。

FPGA廠商Lattice公司也宣佈，將在IIC-2008上推出採用了90nm製程的第三代非易失性(NV)FPGA系列 LatticeXP2，強調通過最新的True NV FPGA技術，可提供彈性化邏輯、最小佔位空間、高度安全性，以及低於1ms的瞬時激活等優勢，可廣泛地應用於無線基地台與醫療應用中。