MHZ2-16D 时间：2025/12/27 3:48:23 阅读：16

MHZ2-16D是一款由Microsemi（现为Microchip Technology旗下公司）生产的高性能、低功耗的FPGA（现场可编程门阵列）器件，属于其IGLOO?2系列。该系列器件专为需要高可靠性、低静态功耗和安全性应用而设计，广泛应用于工业控制、航空航天、医疗设备以及通信基础设施等领域。MHZ2-16D采用非易失性Flash技术制造，具备即时启动（instant-on）功能，无需外部配置存储器即可上电运行，提高了系统启动速度并简化了电路设计。该器件基于40nm低功耗工艺，结合闪存与SRAM技术，在保证高性能的同时实现了极低的静态功耗，特别适合对功耗敏感的应用场景。
　　IGLOO2系列在安全方面具有显著优势，支持单事件翻转（SEU）免疫功能，能够在高辐射环境中稳定运行，减少因宇宙射线或α粒子引起的逻辑错误。此外，该FPGA内置一次性可编程（OTP）安全位和防篡改引脚，支持高级加密标准（AES）和SHA等加密算法，可用于保护知识产权和防止非法复制。MHZ2-16D提供多种I/O标准支持，包括LVCMOS、LVTTL、PCIe、DDR等，并配备多个PLL（锁相环）用于时钟管理和频率合成，满足复杂系统中的时序需求。其封装形式紧凑，适用于空间受限的设计环境。

参数

核心电压：1.2V
　　I/O电压：1.2V - 3.3V
　　逻辑单元数量：15872
　　嵌入式存储器（kbits）：1080
　　用户闪存模块（UFM）容量：128 kbits
　　可用I/O数量：128
　　PLL数量：4
　　最大工作频率：350 MHz
　　静态电流（典型值）：低于100 μA
　　工作温度范围：-40°C 至 +85°C
　　封装类型：Fine-Pitch Ball Grid Array (FBGA), 256-pin

特性

MHZ2-16D作为IGLOO2系列的一员，具备卓越的低功耗性能，尤其在静态功耗方面表现突出。其静态电流典型值低于100μA，使其成为电池供电或远程部署系统的理想选择。这种超低静态功耗源于其基于闪存的架构，与传统的SRAM型FPGA不同，它不需要在每次上电时从外部加载配置数据，从而避免了配置期间的高瞬态电流消耗。同时，由于配置信息存储在非易失性闪存中，设备可在电源接通后立即开始工作，实现真正的“即时启动”，这对于要求快速响应的关键系统至关重要。
　　该器件还具备出色的抗辐射能力，针对单粒子效应（SEE）进行了优化设计，能够有效抵抗单事件翻转（SEU）和单事件闩锁（SEL）。这种固有的抗扰度使得MHZ2-16D非常适合用于航天电子、高空无人机、核设施监控等高可靠性应用场景。内部集成了SEU免疫的查找表（LUT）、寄存器和互连资源，并通过三模冗余（TMR）等软硬件机制进一步提升系统容错能力。
　　在安全性方面，MHZ2-16D提供了多层次的安全保护机制。它包含一个128位的一次性可编程（OTP）熔丝区域，可用于存储加密密钥或唯一设备标识符；支持AES-128/256加密引擎用于配置流的加解密，防止逆向工程和非法复制；同时具备防篡改检测引脚，当检测到物理攻击时可自动擦除敏感数据。此外，用户闪存模块（UFM）允许开发者存储自定义数据或固件，且可通过软件写保护功能进行访问控制。
　　该FPGA还具备丰富的时钟管理资源，配备多达4个高性能PLL，支持宽范围输入频率和灵活的输出分频/倍频设置，可用于生成精确的时钟信号以驱动高速接口或同步多个子系统。其I/O结构支持多达128个用户可编程I/O引脚，兼容多种电平标准（如LVCMOS、PCIe、SLVS等），并支持差分信号传输，增强了与其他外设的互操作性。整体架构兼顾性能、功耗与安全性，是高端嵌入式系统中替代ASIC或CPLD的理想方案。

应用

MHZ2-16D因其高可靠性、低功耗和强安全性，广泛应用于多个关键领域。在工业自动化中，常用于PLC控制器、运动控制卡和工业通信网关，利用其即时启动特性和宽温工作能力确保产线连续运行。在航空航天与国防领域，该器件被用于卫星通信终端、飞行控制系统和雷达信号处理单元，凭借其抗辐射能力和长期稳定性满足严苛环境下的使用需求。医疗设备制造商也将其集成于便携式监护仪、影像采集系统和手术机器人中，利用其低功耗延长电池寿命，并通过安全功能保护患者数据隐私。此外，在电信基础设施中，MHZ2-16D可用于光网络单元（ONU）、基站控制模块和协议转换器，支持高速串行接口和多协议桥接功能。其灵活性也使其成为原型验证平台和专用加速卡的核心组件，适用于需要定制逻辑但又不希望投入ASIC开发成本的项目。