Устройство сочетает энергоэффективность, высокую производительность на базе RISC-V и устойчивость к экстремальным температурам, что расширяет его применение в критически важных отраслях, включая автотранспорт и аэрокосмос. Сертификация подкреплена инструментами разработки с поддержкой функциональной безопасности ASIL D.
Компания Microchip Technology Inc. объявила о завершении квалификации своей системы на кристалле (SoC) PolarFire FPGA в соответствии с автомобильным стандартом AEC-Q100. Данный сертификат, присваиваемый Советом по автомобильной электронике (Automotive Electronics Council), подтверждает соответствие компонента строгим требованиям к надёжности в условиях эксплуатационных нагрузок, характерных для транспортных средств. Устройства, прошедшие сертификацию, демонстрируют устойчивость к температурным экстремумам (–40 °C … +125 °C), механическим вибрациям и электромагнитным помехам, что критически важно для современных автомобильных систем.
Архитектурные особенности и технические параметры
PolarFire SoC FPGA представляет собой гибридное решение, объединяющее программируемую логику (FPGA) с четырёхъядерным 64-битным процессором на архитектуре RISC-V. Подобная интеграция позволяет реализовать гетерогенные вычислительные системы, где программируемая часть отвечает за высокоскоростную обработку сигналов, а RISC-ядра выполняют задачи управления на уровне операционных систем (Linux, RTOS). Плотность логических элементов достигает 500 тыс. ЛЭ, что обеспечивает гибкость при проектировании сложных устройств — от интеллектуальных датчиков до систем машинного зрения.
Ключевым преимуществом архитектуры является энергоэффективность. По сравнению с традиционными FPGA, PolarFire SoC снижает статическое энергопотребление на 30–50%, что устраняет необходимость в активном охлаждении. Это особенно актуально для автомобильных и аэрокосмических приложений, где тепловыделение и масса системы ограничены.
Безопасность и устойчивость к сбоям
- Избыточные цепи контроля целостности данных;
- Автоматическая коррекция ошибок (ECC) в SRAM;
- Физическая изоляция критических узлов.
Инструментальная экосистема
Разработка под PolarFire SoC поддерживается средой Libero SoC Design Suite, сертифицированной TÜV Rheinland для задач функциональной безопасности. Инструмент включает:
- Синтезатор с временным анализом;
- Генератор тактильных схем;
- Интеграцию с аппаратными ускорителями HLS (High-Level Synthesis).
Применение в критически важных системах
Помимо автомобильного сектора, PolarFire SoC FPGA нацелена на аэрокосмическую и оборонную отрасли, где требования к температурному диапазону и радиационной стойкости ещё строже. Устройства доступны в корпусах с совместимыми выводами, что позволяет масштабировать проекты без переразводки плат. Примеры использования:
- Бортовые вычислители для спутников;
- Системы управления военными БПЛА;
- Промышленные контроллеры с SIL-3 сертификацией.
Microchip акцентирует внимание на снижении совокупной стоимости владения. Благодаря совместимости корпусов и долгосрочной гарантии поставок (15+ лет), производители могут избежать дорогостоящих изменений конструкции при переходе между поколениями компонентов. Ориентировочные цены для серийных заказов начинаются от $45 за устройство средней плотности.
Заключение
Как отметил Брюс Вейер, вице-президент Microchip по направлению FPGA, сертификация AEC-Q100 подтверждает способность компании создавать компоненты для "красной зоны" автомобильной электроники — систем, отказ которых напрямую угрожает безопасности. Сочетание RISC-V, низкого энергопотребления и военной надёжности открывает новые возможности для проектировщиков, стремящихся сократить время вывода продукта на рынок без компромиссов в качестве.
Ожидается, что PolarFire SoC FPGA займёт нишу между классическими микроконтроллерами и ASIC, предлагая баланс между гибкостью и оптимизацией под специфические задачи.