Die FPGAs der Baureihe SmartFusion2 enthalten eine Flash-basierte FPGA-Fabric, einen 166 MHz-ARM-Cortex-M3-Prozessor, Security Processing, Beschleuniger, DSP-Blöcke, SRAM, eNVM und High-Performance Kommunikationsschnittstellen auf einem Chip. Zu den Applikationen zählen Flugdatenrekorder, Waffensysteme, Defibrillatoren, Handheld-Funkgeräte, Kommunikations-Systemmanagement-Applikationen und industrielle Motorsteuerungen. Der FPGA verfügt über Sicherheitsfunktionen, mit denen sich Designs vor Manipulationsversuchen, Cloning, Overbuilding, Reverse Engineering und Fälschungsversuchen schützen lassen. Die Schutzmaßnahmen basieren auf nichtflüchtiger Flash-Technik.

SmartFusion2 bietet hinsichtlich Design- und Datensicherheit diverse Funktionen. Angefangen bei ihrer Eigenschaft als robuste Bausteine mit Speicherfähigkeit für einen Schlüssel. Dabei kommt die PUF (Physically Unclonable Function) Key Enrollment und Regeneration-Fähigkeit der SoC-FPGA-Branche zum Einsatz. SmartFusion2 ist laut Microsemi das einzige SoC-FPGA mit Schutz vor DPA-Angriffen (Differential Power Analysis). Dazu kommt Technik aus dem CRI-Portfolio (Cryptographic Research Incorporated) zum Einsatz. Anwender können auch interne kryptografische Verarbeitungsbeschleuniger (Cryptographic Processing Accelerators) einschließlich AES (Advanced Encryption Standard) AES-256, SHA (Secure Hash Algorithm) SHA-256, 384-Bit ECC (Elliptical Curve Cryptographic) Engine und einen nicht-deterministischen Random-Bit-Generator (NRBG) nutzen. Die Kombination dieser Leistungsmerkmale sowie die Flash-basierte Fabric machen SmartFusion2 zu einem sicheren FPGA.

Die Notwendigkeit für SEU-Schutz dehnt sich auch auf Industrie- und Medizinapplikationen aus. SmartFusion2-Bausteine erfüllen diverse Industriestandards wie IEC 61508, DO254 und DO178B, sie bieten SEU-Immunität von Null-FIT (Failures in Time). Die SmartFusion2-Flash-FPGA Fabric kommt ebenfalls ohne externe Konfiguration aus. Dies bietet Sicherheit, da das SoC-FPGA seine Konfiguration beim Ausschalten behält und Instant-on-Performance ermöglicht. SmartFusion2 schützt seine SoC-Embedded-SRAM-Memories vor SEU-Fehlern. Dies wird durch den Einsatz von Single Error Correction-, Double Error Detection- (SECDED) Schutz bei Embedded-Memories wie Cortex-M3-Embedded-Scratch-Pad-Memory, Ethernet, CAN und USB-Buffer erreicht und ist optional ist es bei DDR-Memory-Controllern.

Diese FPGAs bieten Entwicklern eine hundertmal geringere Standby-Power gegenüber äquivalenten SRAM-basierten FPGAs ohne Beeinträchtigung der Performance. Die Flash-Freeze-Standby-Power-Betriebsart lässt sich mit einem einfachen Befehl initiieren. In dieser Betriebsart behalten alle Register und SRAMs ihren Zustand. Der I/O-Zustand lässt sich setzen und das Mikroprozessor-Subsystem (MSS) kann arbeiten, während Low Frequency Clock und zum MSS zugehörige I/O-Peripherie arbeiten können. Der Baustein kann in etwa 100 µs in den Flash-Freeze-Mode hinein oder aus diesem heraus gelangen. Dies eignet sich für Applikationen mit geringem Tastverhältnis, bei denen kurze Aktivitäts-Bursts erforderlich sind. Dies sind etwa Funksysteme für die Verteidigung, bei denen Platz, Gewicht und Leistungsaufnahme im Vordergrund stehen.

Das Flash-basierte SoC-FPGA hat 10 mW statische Leistungsaufnahme für einen 50 K LUT- (Look-up Table) Baustein einschließlich Prozessor und bei gleich bleibender Performance. Im Flash-Freeze-Standby-Mode sinkt die Leistungsaufnahme auf 1 mW. SmartFusion2-Bausteine sind in Versionen mit 5 K LUT bis 120 K LUT plus Embedded Memory und Multiple-Accumulate-Blöcke für digitale Signalverarbeitung (DSP) verfügbar. Interfaces mit hoher Bandbreite beinhalten PCI-Express (PCIe) mit flexiblem 5-G-SERDES neben schnellen DDR2-/DDR3- (Double Data Rate) Memory-Controllern. Der Baustein enthält ein Mikroprozessor-Subsystem (MSS) mit einem 166 MHz-ARM-Cortex-M3-Prozessor, On-Chip 64-KB-eSRAM und 512 KByte eNVM zum Senken der Systemkosten. Das MSS ist mit einer ETM (Embedded Trace Macrocell) ausgestattet und enthält 8 KByte Befehls-Cache sowie Peripherie mit CAN (Controller Area Network), Gigabit Ethernet und High Speed USB 2.0. Als Option verfügbare Security-Accelerators lassen sich für Data-Security-Applikationen verwenden.