米Xilinx社は2007年2月、低価格FPGA「Spartan-3」ファミリに、新たにフラッシュメモリーを内蔵した「Spartan-3ANプラットフォーム」を追加、サンプル出荷を開始したことを発表した。Spartan-3ANプラットフォームは、パッケージ内部にSRAMベースのFPGA と大容量のフラッシュメモリーを集積する。このフラッシュメモリーはコンフィギュレーションデータとユーザーデータの格納に使用される。従来の方法ではコンフィギュレーションデータを外部のフラッシュメモリーに格納していたが、それに比べてコンフィギュレーションデータの取得が困難であることからセキュリティ耐性が向上している。また、外部のフラッシュメモリーが不要になるため実装スペースが削減できるという利点もある。主に、マルチメディアコンテンツのエンコーディング/デコーディングや圧縮/解凍などの処理を行い、実装スペースの制約が厳しく、セキュリティ対策のためにシングルチップであることが要求される用途に適しているという。

　Spartan-3ANプラットフォームには5製品があり、ロジック数が5万～140万個、フラッシュメモリーの容量が1M～16Mビットといったバリエーションがある(詳細は表1を参照)。量産出荷は、5製品ともに2007年第3四半期の予定だ。量産価格は「XC3S200AN」のみ明らかになっており、2007年度末の25万個購入時の単価は4.9米ドル。

　Spartan-3ANプラットフォームの各製品の構造は、FPGAのダイの上にフラッシュメモリーのダイがスタックされる形となる。2つのダイが独立であることからFPGAとフラッシュメモリーとしてそれぞれ最新プロセスで製造したものを用いることが可能だ。それにより、従来の不揮発性FPGAよりもメモリー容量が多く、10万回の書き込み/消去サイクルと20年のデータ保持期間という高い耐久性を備える。

　そのほかの特徴として、同製品では「Spartan-3Aプラットフォーム」が備える不正コピーの防止機能である「DeviceDNA」を強化している。強化された点は、工場で書き込まれるファクトリフラッシュIDと1回だけ書き込みが可能なフラッシュユーザーフィールドを追加したことだ。これらは従来からあるシリアルナンバーと併せて、コンフィギュレーションデータへのアクセスの認証に用いることができる。それにより、不正コピーを防止するだけではなく、適切な認証を行わない限り動作しない論理回路が実現できる。例えば、認証を行うまで製品の機能を制限したり使用期限を持たせたりすることが可能になるという。

　また、Spartan-3ANプラットフォームは、「golden」コンフィギュレーション機能を備える。これはフィールドアップグレードによる書き込みミスをウォッチドッグタイマによって検出し、ミスが検出された場合には論理回路を、あらかじめ保存しておいた確実に動作するデザインに戻す機能である。これによって、同プラットフォームが組み込まれた機器が書き込みミスによって動作しなくなることを未然に防げる。この機能はフラッシュメモリーの容量がコンフィギュレーションメモリーの2倍から3倍あることによって実現可能になった機能である。

　そのほかに、同プラットフォームは消費電力を削減するサスペンドモードやハイバネートモードなどの機能や、mini-LVDS(low voltage differential signaling)、TMDS(transition minimized differential signaling)、PPDS(point to point differential signaling)、SSTL(stab series terminated logic)をはじめとする26種類の規格に対応したI/Oなど、Spartan-3Aプラットフォームと同等の機能を備える。

　Xilinx社のプロダクトマーケティングシニアマネジャを務めるForrest Huff氏(写真1)は「Spartan-3ファミリは、デジタル家電などの民生機器に対して充分な機能を備えている。しかし、Spartan-3ANによって、民生機器以外の用途への広がりが期待できる。例えば、米国では法律により2007年9月からTPMS(tire pressure monitoring systems：タイヤ内圧警報システム)を車に搭載しなければならない。この用途には、セキュリティ耐性が高いことや低消費電力であること、小型であることが要求される。現在、ある会社がSpartan-3ファミリを用いてTPMSの設計を進めている。その会社は、今回発表したSpartan-3ANプラットフォームのセキュリティ耐性と省スペース性に対して高い関心を寄せている。また自動車に限らず、どのような分野においても今後はセキュリティが重要になってくる。Spartan-3ANプラットフォームの特徴を生かして市場を拡大していきたい」と述べた。