Microchip
旧ActelおよびMicrosemi系譜のフラッシュベースFPGA。低消費電力、セキュリティ、耐放射線性を特徴とし、RISC-VベースのPolarFire SoCとLibero SoCツールを提供します。
| 本社 | チャンドラー（アリゾナ州、米国） |
|---|---|
| ウェブサイト | www.microchip.com/en-us/products/fpgas-and-plds |
| ツールチェーン | Libero SoC（RTLからビットストリームまで、Synplify Proと機能制限版ModelSimを同梱）、SoftConsole（組み込みソフトウェア）、SmartHLS（C++合成） |
| ライセンス | 小型およびミッドレンジデバイス向けの無償Silverライセンス（毎年更新）。大型デバイスは本稿執筆時点で有償のGoldライセンスが必要 |
| 更新 | 2026年11月13日 |
デバイスファミリ #
| ファミリ | プロセス | ロジック | 位置づけ |
|---|---|---|---|
| IGLOO2 | 65 nm | 6k-150k logic elements | プロセッサなしの低消費電力フラッシュFPGA |
| SmartFusion2 | 65 nm | 6k-150k logic elements | 同じファブリックにハードCortex-M3を追加 |
| PolarFire | 28 nm | 100k-481k logic elements | ミッドレンジ、低消費電力、12.7 Gb/sトランシーバー |
| PolarFire SoC | 28 nm | 25k-460k logic elements | クアッド64ビットRISC-V（U54）とモニターコアにPolarFireファブリックを組み合わせたもの |
| RTG4 | 65 nm | 150k logic elements | 宇宙用の耐放射線フラッシュFPGA |
| RT PolarFire | 28 nm | 481k logic elements | 耐放射線版PolarFire |
| RT PolarFire SoC | 28 nm | 460k logic elements | 耐放射線版RISC-V SoC FPGA |
概要
このページは、フラッシュベースのFPGAを必要とするエンジニアのためのものです。それはたいてい、低消費電力、外部コンフィギュレーションメモリの不要、または耐放射線性を意味します。MicrochipのFPGA事業は1985年設立のActelに由来し、同社は軍事・宇宙顧客向けにアンチヒューズ、後にフラッシュのデバイスを作りました。Microsemiは2010年にActelを買収し、Microchipは2018年にMicrosemiを買収しました。事業規模はAMDやAlteraより小さいものの、人工衛星、航空機、防衛、産業機器において強い地位を占めています。これらの分野では、電源投入時から動作し、読み戻しができないデバイスに実際の価値があります。
知っておくべきことは2つあります。コンフィギュレーションはオンチップフラッシュに保持されるので、起動時に読み込むビットストリームも、アップセットを受けるSRAMコンフィギュレーションもないこと。そして、PolarFire SoCがハードRISC-Vコアを備えた初の主流SoC FPGAだったことです。
ツールチェーン
インストールするのはLibero SoCで、64ビットWindowsと、RHEL互換LinuxおよびUbuntuで動作します。インストーラーは数GBです。合成はSynopsysのSynplify Proで、Liberoに同梱されLiberoを通じてライセンスされ、シミュレーションは機能制限版のModelSimまたはQuestaです。SmartDesignはブロックレベルのキャンバスで、Firmware CatalogはハードIP用のドライバを取得します。SoftConsoleはCortex-M3とRISC-Vソフトウェア向けの無償のEclipseベースIDEです。SmartHLSはC++をRTLにコンパイルするもので、LegUpの買収に由来します。
本稿執筆時点のライセンスには無償のSilverティアがあり、IGLOO2とSmartFusion2の全製品、小型のPolarFireデバイス、一般的なボードに載っているPolarFire SoCデバイスをカバーし、Libero SoC 2026.1ではMPF300TとMPFS250Tの一部パッケージ版にも拡大されました。ライセンスはノードロックで、Webサイトを通じて毎年更新します。その他の大型PolarFireデバイスとほとんどのRTデバイスは有償のGoldまたはPlatinumライセンスが必要です。境界は何度か動いており、デバイスとパッケージごとに設定されているので、デバイスを選ぶ前にライセンス比較表を確認してください。
難点は、VivadoやQuartusより古く感じるGUI、32ビット互換パッケージの一覧を必要とするLinuxインストール、そしてメモリ、クロッキング、I/Oについてベンダー生成ラッパーへの依存が大きいことです。デバイスが控えめなのでコンパイル時間は控えめです。
最初に使うボード
- PolarFire SoC Icicle KitはRISC-V SoCのリファレンスボードで、Linux、PCIe、Ethernet、Raspberry PiおよびmikroBUSヘッダを備えています。
- BeagleV-Fireは同じデバイスをBeagleBoneサイズのボードに低価格で載せたもので、オープンハードウェア設計です。
- SmartFusion2 Maker KitはCortex-M3ファミリとLiberoフローを安価に試す方法です。
トランシーバーの作業向けにはPolarFire評価キットとビデオキットもありますが、はるかに高価です。
移行メモ
AMDやAlteraから移ってくる場合、合成はSynplify Proなので、属性はKEEPやramstyleではなくsyn_keep、syn_preserve、syn_ramstyleです。タイミング制約は.sdcファイル内の標準SDCで、物理制約は.pdcファイルに入り、ピンとI/O規格にはset_ioコマンドを使います。クロック調整回路（CCC）がMMCM、PLL、IOPLLに相当し、ほぼ常に手動でインスタンス化するのではなくコンフィギュレータで生成します。ファブリックメモリはLSRAM（大型、PolarFireでは20 kbit）とuSRAM（小型、64×12）で、演算ブロックはMACC_PAです。推論は単純なケースでは機能しますが、コンフィギュレータの方がECCとポートモードをより細かく制御できます。
プログラムするコンフィギュレーションメモリはなく、ビットストリーム読み戻しに相当するものもありません。プログラミングはFlashProハードウェアまたはオンボードプログラマで行い、デバイスは電源投入時に動作を開始します。SoCでは、ハードコアはHart Software Servicesを通じてオンチップeNVMからブートします。これはZynqでご存じかもしれないファーストステージブートローダーに相当するものです。RISC-VコアはメインラインLinuxを実行し、YoctoとBuildrootのフローはGitHubで保守されています。
注意点
デバイスの選択肢はAMDやAlteraより狭く、最大級のUltraScale+やAgilex 7デバイスに相当するものはありません。トランシーバー速度は最大12.7 Gb/sです。フラッシュデバイスにはプログラミング回数の上限があり、通常の使用では問題になりませんが、立ち上げ中に1日に数百回再プログラムする場合には重要です。Libero内のSynplify ProライセンスはLiberoライセンスとは別に期限切れになることがあります。RTデバイスは高価で納期が長く、商用版とRT版ではパッケージとスピードグレードが異なるので、商用デバイスで検証した設計でも確認が必要です。ドキュメントは充実していますが、数本の長いユーザーガイドではなく多数の短いアプリケーションノートに分散しています。