为您推荐:
精华内容
最热下载
问答
  • 5星
    399KB ailemony 2020-12-23 19:41:53
  • 5星
    7KB weixin_42696271 2021-09-11 03:31:24
  • 5星
    1.62MB xxzhaoming 2021-02-03 11:52:28
  • 5星
    21.05MB u010889728 2021-03-29 15:15:42
  • 5星
    13.66MB pudn01 2021-08-11 12:19:46
  • 5星
    172.63MB ailemony 2020-11-25 20:57:57
  • 5星
    58.75MB GJZGRB 2021-02-05 06:54:39
  • 5星
    22.18MB GJZGRB 2021-04-13 13:13:45
  • 5星
    6.86MB guoruibin123 2021-08-09 09:46:03
  • 5星
    5.03MB guoruibin123 2021-08-05 17:09:37
  • 1.96MB houyeaini 2016-04-21 11:03:39
  • 1.28MB chuanlbs 2018-11-29 09:53:59
  • Xilinx-7系列FPGA 主要包括:Spartan®-7、Artix®-7、Kintex®-7、Virtex®-7。其性能、密度、价格也随着系列的不同而提升。和前几代FPGA产品不同的是,7系列FPGA采用的是统一的28nm设计架构,客户在不同子系列的...

    Xilinx-7系列FPGA

    主要包括:Spartan®-7、Artix®-7、Kintex®-7、Virtex®-7。其性能、密度、价格也随着系列的不同而提升。和前几代FPGA产品不同的是,7系列FPGA采用的是统一的28nm设计架构,客户在不同子系列的使用方式上是统一的,消除了不同子系列切换使用带来的不便。

    Xilinx的四个工艺级别

    Xilinx目前主要产品有四个工艺等级,通常情况下,Xilinx的产品每个工艺都会有Spartan、Artix、Kintex和Virtex四个族,如下图所示

    内核电压VCCint和工艺的关系

    分类介绍

    1. Spartan®-7系列

    2015年11月,Xilinx推出Spartan®-7 FPGA系列

    赛灵思公司今天宣布为成本敏感型应用推出灵活的 I/O 密集型器件——Spartan®-7 FPGA系列。该新型系列器件可满足汽车、消费类电子、工业物联网、数据中心、有线/无线通信和便携式医疗解决方案等多种不同市场领域的连接需求。全新的 Spartan-7 FPGA 将得到免费 Vivado® 设计套件 WebPACK™ 版本以及 Vivado 设计版本和系统版本的支持,能够快速集成和实现。

      Spartan-7 FPGA 系列采用小型封装却拥有高比例的 I/O 数量,这对成本敏感型市场至关重要。该系列的单位功耗性价比相较前代产品提升多达 4 倍,可提供灵活的连接能力、接口桥接和辅助芯片等功能。

      赛灵思公司 FPGA 和 SoC 产品管理和市场营销高级总监 Kirk Saban 指出:“赛灵思长期以来通过Spartan系列产品提供低成本最优化解决方案,Spartan-7 FPGA系列的推出再次证明了我们对这一传统市场的承诺,同时也进一步扩展了我们在 I/O 密度、小型化封装和能效等方面连续数代的领先地位。”

      该最新系列器件将与业界领先的 Vivado 设计套件进行协同优化,提供以 IP 和系统为中心的开发环境,以应对各种成本敏感市场常见的更短开发周期的需求和严格的产品上市时间的压力。Spartan-7 FPGA 系列的推出,将进一步壮大采用台积公司 (TSMC) 28nm HPL 工艺的现有赛灵思 7 系列产品阵营。

    Spartan7系列,在xilinx-7系列中,其价格是最低的、实际功耗是最低的、拥有最小的封装尺寸,当然其设计难度是最低的,在一些低端应用场景中中极为合适。

    ● 速度比 45nm 器件系列快 30%;

    ● 达到 1.25Gb/s LVDS;

    ● 高度灵活的软内存控制器支持每秒 25.6Gb 的峰值 DDR3-800 内存带宽;

    ● 用于集成离散模拟及监控电路的 XADC 与 SYSMON;

    ● 针对系统 I/O 扩展进行了成本优化;

    2. Artix®-7系列

    Artix7系列,在xilinx-7系列中,相比较于Spartan7系列增加了DSP功能和串行收发器,当然其逻辑容量也更大,在一些逻辑稍微复杂一些的中低端应用比较广泛。

    ● 以低功耗、低成本为特色,它比Spartan-6速度快30%,功耗低一半,价格降低35%;

    ● 利用基于Virtex系列架构的FPGA能够满足成本敏感型、大批量市场的性能要求;

    ● 利用内置式 Gen1x4 PCI Express® 技术实现3.75Gpbs 串行连接功能;

    ● 丝焊芯片级BGA封装,实现了小型化和低成本;

    ● 能满足电池供电的便携式超声波设备的低功耗高性能需求;

    ● 能满足商用数码相机镜头控制的小型、低功耗要求;

    ● 能满足军用航空电子和通信设备严格的 SWAP-C(大小、重量、功耗和成本)要求;

    ● 尺寸、重量和功耗特性都特别符合手持式应用的要求,如便携式超声波、数字照相机控制和软件定义无线电;

    3. Kintex®-7系列


    Kintex7系列,在xilinx-7系列中,可以说拥有最佳的性价比,无论是逻辑容量还是硬核数量,都能满足中低端、甚至部分中高端应用需求。

    ● 标榜业界最高系统性能和容量,密度达到200万个逻辑单元,比所有以前和现有的FPGA高出2.5倍;

    ● 与Virtex-6相比,Virtex-7的系统性能番了一倍,功耗降低一半,速度提升了30%,是7系列中最高端的子系列;

    ● 可提供诸如大批量 10G 光学有线通信设备等各种应用所需的高性能 10.3Gbps 或低成本优化的 6.5Gbps 串行连接性、存储器和逻辑性能;

    ● 实现了信号处理性能、功耗和成本的最佳平衡,能支持长期演进 (LTE) 无线网络部署,满足新一代高清 3D 平板显示器严格的功耗和成本要求;

    ● 提供新一代广播视频点播系统所需的性能和带宽;

    ● 10.3125Gbps 串行连接功能和内置式 Gen2x8 PCI Express 技术;

    ● 丰富的块存储器和 DSP 资源,是无线 LTE 基础设施设备、LED 背光和 3D 数字视频显示器、医学成像与航空电子成像系统的理想之选;

    4. Virtex®-7系列

    Virtex7系列,在xilinx-7系列中,是顶尖的存在,可以说是顶配型号,高端应用中王者,如果在低端应用中使用,那么必定是大材小用!

    ● 树立了全新的业界性能基准;

    ● 与Virtex-6 器件相比,系统性能提高一倍,功耗降低一半,信号处理能力提升 1.8 倍,I/O 带宽提升 1.6 倍,存储器带宽提升 2 倍;

    ● 是业界密度最高的 FPGA,多达2百万个逻辑单元实现了突破性容量;

    ● 采用 EasyPath-7 器件,无需任何设计转换就能确保将成本降低 35%;

    ● 支持 400G 桥接和交换结构有线通信系统,是全球有线基础设施的核心;

    ● 支持高级雷达系统和高性能计算机系统,能够满足单芯片 TeraMACC 信号处理能力的要求以及新一代测试测量设备的逻辑密度、性能和 I/O 带宽要求;

    ● 实现新一代 100GE 线卡、300G 桥、兆兆位级交换机结构、100G OTN 波长转换器、雷达和 ASIC 仿真。

    对比介绍

    1. Xilinx-7系列FPGA的DSP资源柱状图

    2. Xilinx-7系列FPGA的Block RAM资源柱状图

     行业优势


      航空航天和军用产品
      7系列 FPGA 利用更高的集成度和信号处理能力极大地降低了功耗,从而为雷达、军事通信和高级成像系统提供了 SWAP-C 优势。
      a.航空电子
      Kintex-7 FPGA 的高性价比增强了飞机视频数据总线系统的 SWAP-C 优势。
      b.雷达
      Virtex-7 FPGA 削减了面向便携式雷达系统的 SWAP-C。
       广播
      Kintex-7 FPGA 为主流设计带来了 10Gbps 的串行连接功能,实现了新一代数字视频分配系统。
      a.Video-over-IP 网关
      Kintex-7 FPGA 为远距离 WAN 传送实现了串行数字接口(SDI)协议与 IP 技术的经济型、低功耗桥接,从而能够利用标准 IP 网络连接本地录播室/现场活动、广播设施和卫星上行站。
       消费类
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新兴串行协议,实现了功耗和成本优势,是极具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品。可重编程性实现了高级图像增强算法的快速应用和在各种最终产品价格上的特性差异化。
      a.LED 背光平板显示器和 3DTV
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板显示器制造商能够提高图像质量、降低功耗和削减成本。为 LED 背光控制器实现了复杂的局部调光和照明补偿算法。生产具有不同的 LED 区域数量和 LED 布局的直接型照明显示器,同时调整照明以便与不同供应商生产的面板的物理特性相匹配。为显示器添加 3D 功能。
      b.高端消费类数码单反相机
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 实现了低功耗、低成本和小型化,使得高端消费类数码单反相机制造商能够在自动对焦镜头内实现控制功能,以及在照相机机身控制器/图像处理 ASIC 内迅速部署增强功能。
       医疗
      Kintex FPGA 实现了高性能、低功耗和小型化,可用于多种医疗设备。通过7系列统一架构,工程师能够迅速调整设计以满足不同的市场和应用要求。
      a.便携式超声波
      在芯片级封装内实现的高 I/O 带宽和 144GMACS 的 DSP 处理性能让 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超声波处理的理想之选。设计者可以采用完全可编程的128通道超声波设计,它可以升至196或256通道以便实现高端手推式解决方案,或者降至64或32通道以便实现手持式尺寸
       有线通信
      7系列 FPGA 专为最高带宽和最低功耗而设计,能够满足网络设备对带宽的不断渴求。在不超出现有功耗和冷却面积的前提下升级硬件以实现容量提升。
      a.100GE 线卡
      Virtex-7 FPGA 提供了适当的 I/O、存储器和逻辑组合,实现了新型线卡的单 FPGA 设计,提高了带宽
      b.300G Interlaken 桥接
      Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于实现基础设施升级,这些器件为 MAC-NPU、NPU-开关和 NPU-TCAM 之间的 Interlaken 行业标准桥接提供了高达 1.9Tbps 的带宽。
       无线通信
      Kintex-7 FPGA 专为最低功耗和经济型信号处理而设计,提供了符合无线基础设施 DSP 密集型要求的功能组合,通过成本优化的封装和在单个 FPGA 内整合多种功能实现了低成本解决方案。
      a.多模无线电
      Kintex-7 FPGA 能够帮助您降低成本和功耗,提供可升级平台,以及支持多种空中接口标准
      b.LTE 基带
      Kintex-7 FPGA 提供了最高的性价比,所以设计者能够满足通用平台内 LTE 基带处理严苛的延迟要求。

    3. Xilinx-7系列FPGA的高速串行收发器资源柱状图

     

    4. Xilinx-7系列FPGA的I/O资源柱状图

    命名规则

     行业优势
      航空航天和军用产品
      7系列 FPGA 利用更高的集成度和信号处理能力极大地降低了功耗,从而为雷达、军事通信和高级成像系统提供了 SWAP-C 优势。
      a.航空电子
      Kintex-7 FPGA 的高性价比增强了飞机视频数据总线系统的 SWAP-C 优势。
      b.雷达
      Virtex-7 FPGA 削减了面向便携式雷达系统的 SWAP-C。
       广播
      Kintex-7 FPGA 为主流设计带来了 10Gbps 的串行连接功能,实现了新一代数字视频分配系统。
      a.Video-over-IP 网关
      Kintex-7 FPGA 为远距离 WAN 传送实现了串行数字接口(SDI)协议与 IP 技术的经济型、低功耗桥接,从而能够利用标准 IP 网络连接本地录播室/现场活动、广播设施和卫星上行站。
       消费类
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新兴串行协议,实现了功耗和成本优势,是极具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品。可重编程性实现了高级图像增强算法的快速应用和在各种最终产品价格上的特性差异化。
      a.LED 背光平板显示器和 3DTV
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板显示器制造商能够提高图像质量、降低功耗和削减成本。为 LED 背光控制器实现了复杂的局部调光和照明补偿算法。生产具有不同的 LED 区域数量和 LED 布局的直接型照明显示器,同时调整照明以便与不同供应商生产的面板的物理特性相匹配。为显示器添加 3D 功能。
      b.高端消费类数码单反相机
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 实现了低功耗、低成本和小型化,使得高端消费类数码单反相机制造商能够在自动对焦镜头内实现控制功能,以及在照相机机身控制器/图像处理 ASIC 内迅速部署增强功能。
       医疗
      Kintex FPGA 实现了高性能、低功耗和小型化,可用于多种医疗设备。通过7系列统一架构,工程师能够迅速调整设计以满足不同的市场和应用要求。
      a.便携式超声波
      在芯片级封装内实现的高 I/O 带宽和 144GMACS 的 DSP 处理性能让 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超声波处理的理想之选。设计者可以采用完全可编程的128通道超声波设计,它可以升至196或256通道以便实现高端手推式解决方案,或者降至64或32通道以便实现手持式尺寸
       有线通信
      7系列 FPGA 专为最高带宽和最低功耗而设计,能够满足网络设备对带宽的不断渴求。在不超出现有功耗和冷却面积的前提下升级硬件以实现容量提升。
      a.100GE 线卡
      Virtex-7 FPGA 提供了适当的 I/O、存储器和逻辑组合,实现了新型线卡的单 FPGA 设计,提高了带宽
      b.300G Interlaken 桥接
      Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于实现基础设施升级,这些器件为 MAC-NPU、NPU-开关和 NPU-TCAM 之间的 Interlaken 行业标准桥接提供了高达 1.9Tbps 的带宽。
       无线通信
      Kintex-7 FPGA 专为最低功耗和经济型信号处理而设计,提供了符合无线基础设施 DSP 密集型要求的功能组合,通过成本优化的封装和在单个 FPGA 内整合多种功能实现了低成本解决方案。
      a.多模无线电
      Kintex-7 FPGA 能够帮助您降低成本和功耗,提供可升级平台,以及支持多种空中接口标准
      b.LTE 基带
      Kintex-7 FPGA 提供了最高的性价比,所以设计者能够满足通用平台内 LTE 基带处理严苛的延迟要求。

    展开全文
    baidu_25816669 2021-07-15 14:06:04
  • 62KB qq_21456883 2019-07-08 12:34:09
  • 今天和大侠简单聊一聊 Intel altera 和 XilinxFPGA 区别,话不多说,上货。 最近有很多人在问,学习FPGA到底是选择 Intel altera 的还是 xilinx 的呢,于是我就苦口婆心的说了一大堆,中心思想大概就是...

    今天和大侠简单聊一聊 Intel altera 和 Xilinx 的 FPGA 区别,话不多说,上货。

     

     

     

    最近有很多人在问,学习FPGA到底是选择 Intel altera 的还是 xilinx 的呢,于是我就苦口婆心的说了一大堆,中心思想大概就是,学习FPGA一定要学习 FPGA 的设计思想以及设计原理,不要纠结于单一的实验平台或者操作软件,因为你想在这个行业越走越高的话,广度和深度都是要有所了解的。

     

    初期学习的时候尤其注重动手,选择一款操作平台以及操作软件是为了让你更好的去动手做,而不是让你在这款软件或者实验平台去做文章,因为不懂原理的话,换个环境你同样是什么都不明白。尤其是现在的科技公司产品更新升级换代还比较快,要学会去掌握最核心的知识点才是王道。

     

    下面,咱们就来简单聊聊 Intel altera 和 Xilinx 的 FPGA 区别,欢迎大家一起交流,三人行,必有我师,共同学习,共同进步。

     

    对于 Intel altera 和 Xilinx 的 FPGA,本人认为可以分为两个方面去比较一下,基本逻辑资源和内部基本架构。从目前企业中做开发使用的广泛性来说,Xilinx 占得比重确实是大一些,但是从其他方面来说,比如价格,相对而言 Intel altera 的便宜些。

     

    对于两者的特点,Xilinx 的短线资源非常丰富,这样在实现的时候,布线的成功率很高,尤其是逻辑做得比较满的时候。而 Intel altera 的 FPGA 的短线资源经常不够用,经常要占用LE来充当布线资源,这也是为什么 Intel altera 的 FPGA可以便宜的原因,资源少些当然便宜,但是如果你是高手,也能把他的性能发挥得很好。 另外就是关于块RAM,Xilinx的双口RAM是真的,Intel altera的没有双口RAM,如果你要实现真正的双口RAM,只能用两块RAM来背靠背地实现,这样你的RAM资源就少了一半,如果你的应用对片内双口RAM的需求很重要,用 Intel altera 的就划不来。

    下面咱们就从我刚才说的基本逻辑资源和内部基本架构这两个方面来聊聊。       

    1、基本逻辑资源

    基本的逻辑资源我建议大家可以去看看两家的芯片做个比较,今天时间有限就不给各位详谈了,通过比较你会发现我上面说的还是有点道理的。

     

    2、内部基本架构
      从1985年Xilinx公司推出第一片FPGA到现在,FPGA的使用已经有30多年的历史了。目前主流市场的FPGA主要还是Xilinx和Intel altera两大系列,下面分别来介绍下它们各自的基本结构组成。

     

     

     

    Xilinx的FPGA主要由以下单元结构组成:可配置逻辑块(CLB)、时钟管理模块(CMT)、存储器(RAM/FIFO)、数字信号处理模块(DSP)和一些专用模块。以Virtex-5为例,简单介绍下各模块的功能。

    1、可配置逻辑块(CLB)

    CLB是FPGA中组成设计逻辑的主要资源,也是电路设计中工作的主要对象,下面对CLB的内外结构做一个简单介绍。FPGA的逻辑就是由阵列排布的CLB实现的,每个CLB单元都和一个开关阵列相连,并受其控制以实现逻辑,如下图所示: 

     

    每一个CLB中包含有两个基本结构(Slice),每个基本结构中包含4个查找表(LUT)、4个存储单元、广函数多路器(Wide_function Multiplexer)和进位逻辑,这种基本结构(Slice)称为SLICEL。另外,有些基本结构(Slice)中还包含使用RAM存储数据的功能和使用32位寄存器移位的功能,支持这些功能的基本结构称为SLICEM。
     

    2、时钟管理模块(CMT)

    时钟管理模块(CMT)用于产生高质量的时钟,以Virtex-5系列器件为例,CMT包括两个 数字时钟管理单元(DCM)和一个锁相环电路(PLL)。
     

    3、存储器(RAM/FIFO)

    现代Xilinx的FPGA都有内部的存储器块,以Virtex-5为例,内部包含若干块RAM,每一块36KB,并且RAM的大小可以灵活配置。Virtex-5内的RAM是同步的双口RAM,并且可以配置为多速率的FIFO存储器,极大地提高了设计的灵活性。
     

    4、数字信号处理模块(DSP

    大多数的FPGA产品都提供了DSP。

     

    5、其他专用模块

    除了上述模块外,在现代的Xilinx的FPGA产品中还有一些其他专用模块,例如:Rocket IO千兆位级收发器、PCI Express端点模块和三态以太网MAC模块等。
     

     

     

    Intel altera 的产品一般包括如下单元结构:逻辑阵列模块(LAB)、TriMatrix存储器模块(RAM)、数字信号处理模块(DSP)和锁相环模块(PLL)。下面以Startix II 器件为例说明 Intel altera 公司产品的结构。

    1、逻辑阵列模块(LAB)

    逻辑阵列模块(LAB)的主要结构是8个适应逻辑模块(ALM),还包括一些进位链和控制逻辑等结构。适应逻辑模块(ALM)是 Stratix II 器件的基本模块,其结构如下图。

     

    每个ALM中都包含了两个可编程的寄存器、两个专用全加器、一个进位链、一个共享算术链和一个寄存器链。需要注意的是,在上图所示的组合逻辑块(Combinational Logic)中包含了两个4输入4 查找表(LUT)和4个三输入的查找表。
     

    2、 存储器模块(RAM)

    Stratix II 器件具有 TriMatrix 存储结构,它包括3种大小的嵌入式RAM块。TriMatrix 存储器包括512位的M512块、4Kb的M4K块和512Kb的M-RAM块,每个都可以配置支持各种特性。

     

    3、 数字信号处理模块(DSP)

    DSP块结构是为实现多种 最大性能和最小逻辑资源利用率的DSP功能而优化的。
     

    4、 锁相环(PLL)

    Stratix II 器件具有多达12个锁相环(PLL)和48个独立系统时钟,可以作为中央时钟管理器满足系统时序需求。

     

     

     

    以上可以看出,Xilinx 与 Intel altera 的 FPGA 的结构最大不同还是其逻辑单元部分:Xilinx的逻辑单元基本组成为可配置逻辑模块(CLB),而 Intel altera 的为LAB,但更深一层讲,CLB和LAB里面也都是由LUT、触发器等构成的。两个公司的FPGA组成各有特点,这也决定了它们的FPGA产品在功能上各有特点。

    总的来说,Xilinx 家独有 可配置逻辑块(CLB)/Slice,Intel altera 家独有逻辑阵列模块(LAB),可以这么理解。简单聊聊,希望对各位大侠学习理解有所帮助。

     

     

    END

     

    后续会持续更新,带来Vivado、 ISE、Quartus II 、candence等安装相关设计教程,学习资源、项目资源、好文推荐等,希望大侠持续关注。

    大侠们,江湖偌大,继续闯荡,愿一切安好,有缘再见!

     

     

     

     

     

    精彩推荐

     

     

     

     

    FPGA 高级设计:时序分析和收敛

    基于FPGA的实时图像边缘检测系统设计(下)

    基于 FPGA Vivado 信号发生器设计(附源工程)

    直接扩频通信(下)仿真

    展开全文
    qq_40310273 2020-09-06 11:04:15
  • 2015年11月,Xilinx推出Spartan®-7 FPGA系列 赛灵思公司今天宣布为成本敏感型应用推出灵活的 I/O 密集型器件——Spartan®-7 FPGA系列。该新型系列器件可满足汽车、消费类电子、工业物联网、数据中心、有线/...

    2015年11月,Xilinx推出Spartan®-7 FPGA系列

    公司今天宣布为成本敏感型应用推出灵活的 I/O 密集型器件——Spartan®-7 FPGA系列。该新型系列器件可满足汽车、消费类电子、工业物联网、数据中心、有线/无线通信和便携式医疗解决方案等多种不同市场领域的连接需求。全新的  FPGA 将得到免费 Vivado® 设计套件 WebPACK™ 版本以及 Vivado 设计版本和系统版本的支持,能够快速集成和实现。

       FPGA 系列采用小型封装却拥有高比例的 I/O 数量,这对成本敏感型市场至关重要。该系列的单位功耗性价比相较前代产品提升多达 4 倍,可提供灵活的连接能力、接口桥接和辅助芯片等功能。

      公司 FPGA 和 SoC 产品管理和市场营销高级总监 Kirk Saban 指出:“长期以来通过Spartan系列产品提供低成本最优化解决方案, FPGA系列的推出再次证明了我们对这一传统市场的承诺,同时也进一步扩展了我们在 I/O 密度、小型化封装和能效等方面连续数代的领先地位。”

      该最新系列器件将与业界领先的 Vivado 设计套件进行协同优化,提供以 IP 和系统为中心的开发环境,以应对各种成本敏感市场常见的更短开发周期的需求和严格的产品上市时间的压力。Spartan-7 FPGA 系列的推出,将进一步壮大采用台积公司 (TSMC) 28nm HPL 工艺的现有赛灵思 7 系列产品阵营。

    2012年:推出Artix-7、 Kintex-7和Virtex-7FPGA系列


    目前Xilinx低端产品有三个系列:Spartan-7 FPGAsArtix-7 FPGAsZynq SoC 系列的三款小型产品—Z7010,Z7015, Z7020


    赛灵思FPGA 7系列芯片正以燎原之势席卷整个行业。在本文,电子发烧友网小编将带领大家一起走近Xilinx的FPGA 7系列芯片,从全新FPGA 7系列芯片的介绍、芯片优点、芯片典型应用以及芯片未来展望等方面,深入阐述工程师选择Xilinx FPGA芯片的理由。

       理由1 业界性价比之王
      2012年赛灵思的最新7系列FPGA芯片包括3个子系列,Ar ti x-7、 Kintex-7和Virtex-7。在介绍芯片之前,先看看三个子系列芯片的介绍表,如下表1所示:
      表1 全新Xilinx FPGA 7系列子系列介绍表
       (1) Artix-7 FPGA系列——业界最低功耗和最低成本
      通过表1我们不难得出以下结论: 与上一代 FPGA相比,其功耗降低了50%,成本削减了35%,性能提高30%,占用面积缩减了50%,赛灵思FPGA芯片在升级中,功耗和性能平衡得非常好。
       (2)Kintex-7 FPGA 系列——业界最佳性价比
      堪称“业界性价比之王”的Kintex-7 FPGA 系列,能以不到一半的价格获得Virtex-6系列 FPGA的性能,性价比翻一番,而且功耗减少一半,为高端功能提供了平衡优化的配置。
       (3)Virtex-7 FPGA 系列——业界最高系统性能和容量

      与Virtex-6 FPGA相比,Virtex-7系列的系统性能翻了一番、功耗降低一半、速度提升30%、其重点在于容量扩大2.5倍、多达200万个逻辑单元、串行宽带达1.9Tbps、线速高达28Gbps、其EasyPath降低成本解决方案,从而将这一业界最成功的 FPGA 架构推到了全新的高度。


    #p#全新Xilinx 7系列FPGA芯片优势全析#e#
       理由2 全新Xilinx 7 系列FPGA芯片优势全析
       (1)总体优势分析
      全新Xilinx 7 系列FPGA芯片不仅在帮助客户降低功耗、降低成本方面取得新突破,而且还具备高容量、高性能以及可移植性强等优点。下图可以看出降低功耗对FPGA的重要性。下表也表明赛灵思7系列FPGA具有高度的可扩展性,可实现不同的系统性能水平。
      表 赛灵思7系列FPGA具有高度的可扩展性,可实现不同的系统性能水平
      三个子系列均采用台积电和三星HKMG(高介金属闸)高性能低功耗工艺开发,在性能、工耗、成本方面比上代产品均有大幅改进。全新Xilinx 7 系列FPGA芯片,在功耗、性能和设计可移植性方面都取得了重大进展。
      新系列产品采用针对低功耗高性能精心优化的28 nm 工艺技术,能实现出色的生产率,解决 ASIC 和 ASSP 等其他方法开发成本过高、过于复杂且不够灵活的问题,使 FPGA平台能够满足日益多样化的设计群体的需求。28nm 工艺和设计创新突破性地将功耗降低了50%。统一架构保存了 IP 投资,加快了设计移植。这些 FPGA 系列是 Xilinx 新一代、领域优化和特定市场专用目标设计平台的基础。从以下图表我们可以看出通过降低功耗的方法可提高容量与功能:该表说明功耗降低一半可以使得可用性能和容量提升;优化的硬模块可将功耗降低25% 以上。
      此外,全新Xilinx 7 系列FPGA芯片还有一个很大的特色,那就是三个子系列的架构完全统一。这个统一的架构其实基于Virtex-6,从这三个子系列的任意一款都可以很轻易地转移到另一款的开发,高中低端之间的转换可以随时进行,设计方案可根据需要收放。如下图所示,主要现在三个方面:均为降低功耗和提高性价比而优化;通用的逻辑单元、BRAM、接口;轻松实现设计扩展。
      比如用同一个IP,既可以开发高端售货机又可以转而开发低端手持设备。这个特性极大地帮助厂商提高生产效率,他们不需要对每代产品进行高昂的IP和方案重设计,而能快速地扩展产品,满足相邻市场的需求。当然,对于希望利用最新7系列 FPGA 进一步实现节能或提高系统性能和容量的客户来说,他们可以先用 Virtex-6 和 Spartan-6 FPGA 进行设计,然后在时机成熟时将设计方案进行移植。
      (2)Artex-7 系列
      a. 以低功耗、低成本为特色,它比Spartan-6速度快30%,功耗低一半,价格降低35%;
      b. 利用基于Virtex系列架构的FPGA能够满足成本敏感型、大批量市场的性能要求;
      c.利用内置式 Gen1x4 PCI Express® 技术实现3.75Gpbs 串行连接功能;
      d.丝焊芯片级BGA 封装 ,实现了小型化和低成本;
      能满足电池供电的便携式超声波设备的低功耗高性能需求
      能满足商用数码相机镜头控制的小型、低功耗要求
      能满足军用航空电子和 通信 设备严格的 SWAP-C(大小、重量、功耗和成本)要求
      e.尺寸、重量和功耗特性都特别符合手持式应用的要求,如便携式超声波、数字照相机控制和软件定义无线电。
      (3)Kintex-7 系列
      a. 标榜业界最高系统性能和容量,密度达到200万个逻辑单元,比所有以前和现有的FPGA高出2.5倍
      b. 与Virtex-6相比,Virtex-7的系统性能番了一倍,功耗降低一半,速度提升了30%,是7系列中最高端的子系列;
      c. 可提供诸如大批量 10G 光学有线通信设备等各种应用所需的高性能 10.3Gbps 或低成本优化的 6.5Gbps 串行连接性、存储器和逻辑性能
      d.实现了信号处理性能、功耗和成本的最佳平衡,能支持长期演进 (LTE) 无线网络部署,满足新一代高清 3D 平板显示器严格的功耗和成本要求
      e.提供新一代广播视频点播系统所需的性能和带宽
      f.10.3125Gbps 串行连接功能和内置式 Gen2x8 PCI Express 技术
      g.丰富的块存储器和 DSP 资源,是无线 LTE 基础设施设备、LED 背光和 3D 数字视频显示器、医学成像与航空电子成像系统的理想之选。
      (4)Virtex-7 系列
      a. 树立了全新的业界性能基准;
      b. 与Virtex-6 器件相比,系统性能提高一倍,功耗降低一半,信号处理能力提升 1.8 倍,I/O 带宽提升 1.6 倍,存储器带宽提升 2 倍;
      c. 是业界密度最高的 FPGA,多达2百万个逻辑单元实现了突破性容量;
      d. 采用 EasyPath-7 器件,无需任何设计转换就能确保将成本降低 35%;
      e. 支持 400G 桥接和交换结构有线通信系统,是全球有线基础设施的核心; f.
      g. 支持高级雷达系统和高性能计算机系统,能够满足单芯片 TeraMACC 信号处理能力的要求以及新一代测试测量设备的逻辑密度、性能和 I/O 带宽要求;
      h.实现新一代 100GE 线卡、300G 桥、兆兆位级交换机结构、100G OTN 波长转换器、雷达和 ASIC  仿真
      总的来说,取得了行业突破性进展的 7 系列 FPGA 系列芯片具备如下表所示优势:
    #p#xilinx的FPGA系列芯片性能对比#e#
       xilinx的FPGA系列芯片性能 对比
      现场可编程门阵列 (FPGA) 是由通过可编程互连连接的可配置逻辑块 (CLB) 矩阵构成的可编程 半导体 器件。相对于专为特定设计定制构建的专用集成 电路  (ASIC) 而言,FPGA 能通过编程来满足应用和功能要求。下表是xilinx的FPGA系列芯片性能 对比表。
      表 xilinx的FPGA系列芯片性能对比表

       (2)行业优势
      航空航天和军用产品
      7系列 FPGA 利用更高的集成度和信号处理能力极大地降低了功耗,从而为雷达、军事通信和高级成像系统提供了 SWAP-C 优势。
      a.航空电子
      Kintex-7 FPGA 的高性价比增强了飞机视频数据总线系统的 SWAP-C 优势。
      b.雷达
      Virtex-7 FPGA 削减了面向便携式雷达系统的 SWAP-C。
       广播
      Kintex-7 FPGA 为主流设计带来了 10Gbps 的串行连接功能,实现了新一代数字视频分配系统。
      a.Video-over-IP 网关
      Kintex-7 FPGA 为远距离 WAN 传送实现了串行数字接口(SDI)协议与 IP 技术的经济型、低功耗桥接,从而能够利用标准 IP 网络连接本地录播室/现场活动、广播设施和卫星上行站。
       消费类
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新兴串行协议,实现了功耗和成本优势,是极具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品。可重编程性实现了高级图像增强算法的快速应用和在各种最终产品价格上的特性差异化。
      a.LED 背光平板显示器和 3DTV
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板显示器制造商能够提高图像质量、降低功耗和削减成本。为 LED 背光控制器实现了复杂的局部调光和照明补偿算法。生产具有不同的 LED 区域数量和 LED 布局的直接型照明显示器,同时调整照明以便与不同供应商生产的面板的物理特性相匹配。为显示器添加 3D 功能。
      b.高端消费类数码单反相机
      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 实现了低功耗、低成本和小型化,使得高端消费类数码单反相机制造商能够在自动对焦镜头内实现控制功能,以及在照相机机身控制器/图像处理 ASIC 内迅速部署增强功能。
       医疗
      Kintex FPGA 实现了高性能、低功耗和小型化,可用于多种医疗设备。通过7系列统一架构,工程师能够迅速调整设计以满足不同的市场和应用要求。
      a.便携式超声波
      在芯片级封装内实现的高 I/O 带宽和 144GMACS 的 DSP 处理性能让 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超声波处理的理想之选。设计者可以采用完全可编程的128通道超声波设计,它可以升至196或256通道以便实现高端手推式解决方案,或者降至64或32通道以便实现手持式尺寸
       有线通信
      7系列 FPGA 专为最高带宽和最低功耗而设计,能够满足网络设备对带宽的不断渴求。在不超出现有功耗和冷却面积的前提下升级硬件以实现容量提升。
      a.100GE 线卡
      Virtex-7 FPGA 提供了适当的 I/O、存储器和逻辑组合,实现了新型线卡的单 FPGA 设计,提高了带宽
      b.300G Interlaken 桥接
      Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于实现基础设施升级,这些器件为 MAC-NPU、NPU-开关和 NPU-TCAM 之间的 Interlaken 行业标准桥接提供了高达 1.9Tbps 的带宽。
       无线通信
      Kintex-7 FPGA 专为最低功耗和经济型信号处理而设计,提供了符合无线基础设施 DSP 密集型要求的功能组合,通过成本优化的封装和在单个 FPGA 内整合多种功能实现了低成本解决方案。
      a.多模无线电
      Kintex-7 FPGA 能够帮助您降低成本和功耗,提供可升级平台,以及支持多种空中接口标准
      b.LTE 基带
      Kintex-7 FPGA 提供了最高的性价比,所以设计者能够满足通用平台内 LTE 基带处理严苛的延迟要求。

    #p#Xilinx 7 系列FPGA芯片的绝佳应用#e#
       理由3 全新Xilinx 7 系列FPGA芯片的绝佳应用
      正如上文所说,正因为全新Xilinx 7 系列FPGA芯片具备的种种优势,所以它能做到进一步拓展FPGA的应用领域。其核心市场包括便携式超声波设备、无线基础设备和新一代有线换入设备,新市场则包括数码单反相机、3D TV平板显示器以及高性能计算等领域。具体应用详见下文介绍:
       (1)数码单反相机——Artix-7系列 FPGA
      众所周知,高级数码相机已经越来越流行了。据统计,到2010年截止,数码相机销售量达到1.5亿台;其中数码单反相机占上述相机总数的10%。无疑,这种情况将给FPGA带来上亿美元的巨大商机。但是在应用过程中也是有所要求的,如:要尽量避免IC过时;相机内部必须是高精度电机控制;追求低功耗、低成本等。
      Artix-7 FPGA未出现以前,数码单反相机中要用是多个ASSP芯片。但是Xilinx Artix-7 FPGA的推出给数码单反相机带来了福音。单个Artix-7 FPGA就可代替9个ASSP,还可以显著降低成本、功耗和尺寸。其具体实施方案对比图如下图所示。两种方案不同的IC成本、功耗、尺寸规格如下表所示。
      明显地,通过上表对比可知,相比采用ASSPs而言,采用Artix-7 系列FPGA芯片其成本降低66%、功耗降低37%、尺寸缩小85%。
       (2)新一代无线多模式无线电——Kintex-7系列FPGA
      新一代无线多模式无线电要求可移植性。具体来说,就是:能够经济高效地满足不断提高的数据速率需求;能够适应新标准;同时还要支持多种空中接口混合使用 (MC-GSM+LTE)。除此之外,其应用要求包括:支持CPRI/OBSAI接口标准;性能可提高至491MHz;降低资本支出和运营支出;降15%的系统成本;实现5个9的可用性(即99.999%的可用性)。
      正因为上述要求的存在,所以就出现了一个问题:即要求现有的FPGA必须能够扩展,以满足严格的成本、性能和功耗要求。此时,Xilinx Kintex-7系列FPGA应运而生,正好解决了这个难题。通过下图我们可以看到相比之前的Virtex-6系列芯片来说,Xilinx Kintex-7系列FPGA在新一代无线多模式无线电上的应用优势。可以毫不夸张的说,在采用Xilinx Kintex-7系列FPGA后,该方案的性价比提高3倍、功耗降低18%。
      在系统性能方面,通过下表我们可以看得更清晰:
       (3)有线通信架构核心——Virtex-7系列FPGA
      如今,在有线通信架构中,已超过400万个“智能”设备投入使用;并且视频点播是无处不在的;此外因特网流量每年以70%以上的速度在增长,所以无形之中,线通信架构的构建就有着永无止境的带宽需求。在应用方面的话,要求能满足目前和未来的标准要求、能与众多端点设备相连、还能在保持低功率和较小占位面积的同时将性能提高3倍,并且可支持“Interlaken”协议。
      由于容量和连接性要求极高,所以有线通信架构最常采用ASIC方案。采用ASIC方案的NPU或交换结构图如左下图所示。
      但是,随着超高端FPGA Virtex-7(全球首款单芯片300G 可编程桥接器)的出现,由于Virtex-7芯片在性能、带宽和功耗上可与ASIC相媲美,并且与未进行功率优化的器件相比,可降低28%的功耗。因此,在有线通信架构的构建中,Virtex-7系列芯片应用的也越来越多了。采用Virtex-7系列方案的NPU或交换结构图如右上图所示。下表是两种方案的对比。从表中就可明显看出Virtex-7系列芯片的优势。

      除了能在上文提到的数码单反相机、新一代无线多模式无线电、有线通信架构中有广泛应用,全新Xilinx 7 系列FPGA芯片还能满足便携超声波设备、大批量10G有线通信设备所需性能;能支持LTE无线网络部署;还能满足3D显示器的功耗和成本要求;下一代广播视频点播系统的性能和带宽;支持新一代有线接入设备和高级雷达系统和高性能计算机系统等等。

    #p#全新Xilinx7系列FPGA芯片的美好未来#e#
       理由4 电子发烧友网展望:全新Xilinx 7 系列FPGA芯片的美好未来
      自全新Xilinx 7 系列FPGA芯片横空出世之后,可编程逻辑技术就已经呈现出一种“势在必行”之势。随着该芯片系列不断投入市场加以应用,带宽与灵活性市场需求得到不断的提高、功耗和成本降低至少一半;性能与容量翻番;采用的目标设计平台则大幅度提高了生产率;并且越来越少的设计人员选择使用ASSP;ASIC同样也难逃厄运。总之,其前景可谓是一片“光明”。
      当然,想要一直保持“光明”状态,那Xilinx就得继续做到与时俱进、居安思危。在已有技术前提下,不断创新,争取做到以下五点:追求更高的系统性能;实现更高的性价比;争取更大的容量;做到更低的功耗和更好的服务。如果能够做到这些,将会有更多的工程师“恋”上Xilinx FPGA芯片
    展开全文
    wordwarwordwar 2016-10-27 00:09:09
  • Xilinx 7系列FPGA概览 文章目录Xilinx 7系列FPGA概览1.Xilinx的四个工艺级别2.Virtex、Kintex、Artix和Spartan3.7系列特点4.7系列命名规则5.7系列资源概括   2015年11月,Xilinx推出Spartan®-7 FPGA系列,新...

    Xilinx 7系列FPGA概览


      2015年11月,Xilinx推出Spartan®-7 FPGA系列,新一代产品开始更新,之前两篇文章:
      FPGA 主流芯片选型指导和命名规则(一)
      FPGA 主流芯片选型指导和命名规则(二)
      介绍的FPGA都是比较老的一代,最近才开始关注类似的新闻,这一篇主要介绍下 Xilinx 7系列FPGA。
      参考:https://www.cnblogs.com/liujm8421/p/7822905.html
    https://blog.csdn.net/wordwarwordwar/article/details/52940079?locationNum=1&fps=1

      没有文档下载了…


    1.Xilinx的四个工艺级别

      Xilinx目前主要产品有四个工艺等级,通常情况下,Xilinx的产品每个工艺都会有Spartan、Artix、Kintex和Virtex四个族,如下图所示。
    在这里插入图片描述
      其中45nm工艺的产品Spartan6在国内目前应用还是比较广的,可能因为Xilinx高端芯片对国内“?”,其余产品均已“下架”,随着2017年5月11日Xilinx官方宣布Spartan7进入量产阶段,Spartan7可能会逐渐取代Spartan6的地位,成为国内Xilinx产品的新代表。

      28nm工艺的7系列芯片是Xilinx目前主推的产品,另外,尽管早在一年多以前的2016年10月13日,Xilinx官方就已经宣布了16nm的FPGA已经进入了量产阶段,但是到现在为止,20nm和16nm工艺的FPGA还是只存在与“传说中”。


    2.Virtex、Kintex、Artix和Spartan

      接下来简单介绍下,这几个系列主要的特点。
      Virtex系列的器件不仅代表着Xilinx的最高水准,往往也是整个FPGA业界最好的器件。这个系列的器件一般应用于高速联网(10G~100G)、便携雷达和ASIC原型验证等领域,这些领域的特点是对资源数量和性能要求高,但是对功耗和成本不怎么敏感。

      Kintex系列器件相对于Virtex系列器件在成本和功耗上做出了一定程度的让步,在成本、性能和功耗之间达成了一个相对比较好的平衡,但是成本依旧比较高。Kintex器件一般应用于3G/4G无线通信、显示和Video IO Over等领域。

      Artix系列器件在尽可能不降低性能和资源数量的情况下大幅降低了器件成本,国内医疗设备和军工行业用这个系列器件用的比较多。

      Spartan系列器件的性能和资源数量都远不如前面三个系列,但是胜在价格便宜,所以这个系列的器件在消费电子、汽车电子和工业领域的应用相对比较广泛。值得一提的是,Spartan系列器件的性能要比友商Altera的Cyclone系列(跟Spartan对标)高出不少,比如说,Spartan6是支持DDR3的,但是在其之后很晚才面试的Cyclone10全系类都不支持DDR3。


    3.7系列特点

    PS:本部分应该是没有什么参考价值。

    特点1 业界性价比之王
    2012年赛灵思的最新7系列FPGA芯片包括3个子系列,Artix-7、 Kintex-7和Virtex-7。在介绍芯片之前,先看看三个子系列芯片的介绍表,如下表1所示:
                   表1 全新Xilinx FPGA 7系列子系列介绍表

    (1) Artix-7 FPGA系列——业界最低功耗和最低成本

      通过表1我们不难得出以下结论: 与上一代 FPGA相比,其功耗降低了50%,成本削减了35%,性能提高30%,占用面积缩减了50%,赛灵思FPGA芯片在升级中,功耗和性能平衡得非常好。

    在这里插入图片描述

    (2)Kintex-7 FPGA 系列——业界最佳性价比

      堪称“业界性价比之王”的Kintex-7 FPGA 系列,能以不到一半的价格获得Virtex-6系列 FPGA的性能,性价比翻一番,而且功耗减少一半,为高端功能提供了平衡优化的配置。

    在这里插入图片描述

    (3)Virtex-7 FPGA 系列——业界最高系统性能和容量

    在这里插入图片描述

      与Virtex-6 FPGA相比,Virtex-7系列的系统性能翻了一番、功耗降低一半、速度提升30%、其重点在于容量扩大2.5倍、多达200万个逻辑单元、串行宽带达1.9Tbps、线速高达28Gbps、其EasyPath降低成本解决方案,从而将这一业界最成功的 FPGA 架构推到了全新的高度。

    特点2 全新Xilinx 7 系列FPGA芯片优势全析

     (1)总体优势分析

      全新Xilinx 7 系列FPGA芯片不仅在帮助客户降低功耗、降低成本方面取得新突破,而且还具备高容量、高性能以及可移植性强等优点。下图可以看出降低功耗对FPGA的重要性。下表也表明赛灵思7系列FPGA具有高度的可扩展性,可实现不同的系统性能水平。

    在这里插入图片描述

           表2 赛灵思7系列FPGA具有高度的可扩展性,可实现不同的系统性能水平

    在这里插入图片描述

      三个子系列均采用台积电和三星HKMG(高介金属闸)高性能低功耗工艺开发,在性能、工耗、成本方面比上代产品均有大幅改进。全新Xilinx 7 系列FPGA芯片,在功耗、性能和设计可移植性方面都取得了重大进展。
      新系列产品采用针对低功耗高性能精心优化的28 nm 工艺技术,能实现出色的生产率,解决 ASIC 和 ASSP 等其他方法开发成本过高、过于复杂且不够灵活的问题,使 FPGA平台能够满足日益多样化的设计群体的需求。28nm 工艺和设计创新突破性地将功耗降低了50%。统一架构保存了 IP 投资,加快了设计移植。这些 FPGA 系列是 Xilinx 新一代、领域优化和特定市场专用目标设计平台的基础。从以下图表我们可以看出通过降低功耗的方法可提高容量与功能:该表说明功耗降低一半可以使得可用性能和容量提升;优化的硬模块可将功耗降低25% 以上。

    在这里插入图片描述

      此外,全新Xilinx 7 系列FPGA芯片还有一个很大的特色,那就是三个子系列的架构完全统一。这个统一的架构其实基于Virtex-6,从这三个子系列的任意一款都可以很轻易地转移到另一款的开发,高中低端之间的转换可以随时进行,设计方案可根据需要收放。如下图所示,主要现在三个方面:均为降低功耗和提高性价比而优化;通用的逻辑单元、BRAM、接口;轻松实现设计扩展。

    在这里插入图片描述

      比如用同一个IP,既可以开发高端售货机又可以转而开发低端手持设备。这个特性极大地帮助厂商提高生产效率,他们不需要对每代产品进行高昂的IP和方案重设计,而能快速地扩展产品,满足相邻市场的需求。当然,对于希望利用最新7系列 FPGA 进一步实现节能或提高系统性能和容量的客户来说,他们可以先用 Virtex-6 和 Spartan-6 FPGA 进行设计,然后在时机成熟时将设计方案进行移植。
     (2)芯片优势分析
    (1)Artex-7 系列

    • a. 以低功耗、低成本为特色,它比Spartan-6速度快30%,功耗低一半,价格降低35%;

    • b. 利用基于Virtex系列架构的FPGA能够满足成本敏感型、大批量市场的性能要求;

    • c.利用内置式 Gen1x4 PCI Express® 技术实现3.75Gpbs 串行连接功能;

    • d.丝焊芯片级BGA封装,实现了小型化和低成本;

        能满足电池供电的便携式超声波设备的低功耗高性能需求

        能满足商用数码相机镜头控制的小型、低功耗要求

        能满足军用航空电子和通信设备严格的 SWAP-C(大小、重量、功耗和成本)要求

    • e.尺寸、重量和功耗特性都特别符合手持式应用的要求,如便携式超声波、数字照相机控制和软件定义无线电。
      (2)Kintex-7 系列

    • a. 标榜业界最高系统性能和容量,密度达到200万个逻辑单元,比所有以前和现有的FPGA高出2.5倍

    • b. 与Virtex-6相比,Virtex-7的系统性能番了一倍,功耗降低一半,速度提升了30%,是7系列中最高端的子系列;

    • c. 可提供诸如大批量 10G 光学有线通信设备等各种应用所需的高性能 10.3Gbps 或低成本优化的 6.5Gbps
      串行连接性、存储器和逻辑性能

    • d.实现了信号处理性能、功耗和成本的最佳平衡,能支持长期演进 (LTE) 无线网络部署,满足新一代高清 3D 平板显示器严格的功耗和成本要求

    • e.提供新一代广播视频点播系统所需的性能和带宽

    • f.10.3125Gbps 串行连接功能和内置式 Gen2x8 PCI Express 技术

    • g.丰富的块存储器和 DSP 资源,是无线 LTE 基础设施设备、LED 背光和 3D
      数字视频显示器、医学成像与航空电子成像系统的理想之选。
      (3)Virtex-7 系列

    • a. 树立了全新的业界性能基准;

    • b. 与Virtex-6 器件相比,系统性能提高一倍,功耗降低一半,信号处理能力提升 1.8 倍,I/O 带宽提升 1.6 倍,存储器带宽提升 2 倍;

    • c. 是业界密度最高的 FPGA,多达2百万个逻辑单元实现了突破性容量;

    • d. 采用 EasyPath-7 器件,无需任何设计转换就能确保将成本降低 35%;

    • e. 支持 400G 桥接和交换结构有线通信系统,是全球有线基础设施的核心;
    • f. 支持高级雷达系统和高性能计算机系统,能够满足单芯片 TeraMACC 信号处理能力的要求以及新一代测试测量设备的逻辑密度、性能和 I/O 带宽要求;

    • h.实现新一代 100GE 线卡、300G 桥、兆兆位级交换机结构、100G OTN 波长转换器、雷达和 ASIC 仿真。

      总的来说,取得了行业突破性进展的 7 系列 FPGA 系列芯片具备如下表所示优势:

    在这里插入图片描述

     (3)行业优势

    航空航天和军用产品
      
      7系列 FPGA 利用更高的集成度和信号处理能力极大地降低了功耗,从而为雷达、军事通信和高级成像系统提供了 SWAP-C 优势。

    • a.航空电子

        Kintex-7 FPGA 的高性价比增强了飞机视频数据总线系统的 SWAP-C 优势。

    • b.雷达

        Virtex-7 FPGA 削减了面向便携式雷达系统的 SWAP-C。

    • c.广播

        Kintex-7 FPGA 为主流设计带来了 10Gbps 的串行连接功能,实现了新一代数字视频分配系统。

    • d.Video-over-IP 网关

        Kintex-7 FPGA 为远距离 WAN 传送实现了串行数字接口(SDI)协议与 IP 技术的经济型、低功耗桥接,从而能够利用标准 IP 网络连接本地录播室/现场活动、广播设施和卫星上行站。
    消费类

      Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新兴串行协议,实现了功耗和成本优势,是极具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品。可重编程性实现了高级图像增强算法的快速应用和在各种最终产品价格上的特性差异化。

    • a.LED 背光平板显示器和 3DTV

        Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板显示器制造商能够提高图像质量、降低功耗和削减成本。为 LED 背光控制器实现了复杂的局部调光和照明补偿算法。生产具有不同的 LED 区域数量和 LED 布局的直接型照明显示器,同时调整照明以便与不同供应商生产的面板的物理特性相匹配。为显示器添加 3D 功能。

    • b.高端消费类数码单反相机

        Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 实现了低功耗、低成本和小型化,使得高端消费类数码单反相机制造商能够在自动对焦镜头内实现控制功能,以及在照相机机身控制器/图像处理 ASIC 内迅速部署增强功能。
    医疗

        Kintex FPGA 实现了高性能、低功耗和小型化,可用于多种医疗设备。通过7系列统一架构,工程师能够迅速调整设计以满足不同的市场和应用要求。

    • a.便携式超声波

        在芯片级封装内实现的高 I/O 带宽和 144GMACS 的 DSP 处理性能让 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超声波处理的理想之选。设计者可以采用完全可编程的128通道超声波设计,它可以升至196或256通道以便实现高端手推式解决方案,或者降至64或32通道以便实现手持式尺寸
    有线通信

        7系列 FPGA 专为最高带宽和最低功耗而设计,能够满足网络设备对带宽的不断渴求。在不超出现有功耗和冷却面积的前提下升级硬件以实现容量提升。

    • a.100GE 线卡

        Virtex-7 FPGA 提供了适当的 I/O、存储器和逻辑组合,实现了新型线卡的单 FPGA 设计,提高了带宽

    • b.300G Interlaken 桥接

        Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于实现基础设施升级,这些器件为 MAC-NPU、NPU-开关和 NPU-TCAM 之间的 Interlaken 行业标准桥接提供了高达 1.9Tbps 的带宽。
      
    无线通信

        Kintex-7 FPGA 专为最低功耗和经济型信号处理而设计,提供了符合无线基础设施 DSP 密集型要求的功能组合,通过成本优化的封装和在单个 FPGA 内整合多种功能实现了低成本解决方案。

    • a.多模无线电

        Kintex-7 FPGA 能够帮助您降低成本和功耗,提供可升级平台,以及支持多种空中接口标准

    • b.LTE 基带

        Kintex-7 FPGA 提供了最高的性价比,所以设计者能够满足通用平台内 LTE 基带处理严苛的延迟要求。

    特点3 全新Xilinx 7 系列FPGA芯片的绝佳应用

      正如上文所说,正因为全新Xilinx 7 系列FPGA芯片具备的种种优势,所以它能做到进一步拓展FPGA的应用领域。其核心市场包括便携式超声波设备、无线基础设备和新一代有线换入设备,新市场则包括数码单反相机、3D TV平板显示器以及高性能计算等领域。具体应用详见下文介绍:

    在这里插入图片描述

    (1)数码单反相机——Artix-7系列 FPGA

      众所周知,高级数码相机已经越来越流行了。据统计,到2010年截止,数码相机销售量达到1.5亿台;其中数码单反相机占上述相机总数的10%。无疑,这种情况将给FPGA带来上亿美元的巨大商机。但是在应用过程中也是有所要求的,如:要尽量避免IC过时;相机内部必须是高精度电机控制;追求低功耗、低成本等。
      Artix-7 FPGA未出现以前,数码单反相机中要用是多个ASSP芯片。但是Xilinx Artix-7 FPGA的推出给数码单反相机带来了福音。单个Artix-7 FPGA就可代替9个ASSP,还可以显著降低成本、功耗和尺寸。其具体实施方案对比图如下图所示。两种方案不同的IC成本、功耗、尺寸规格如下表所示。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

      明显地,通过上表对比可知,相比采用ASSPs而言,采用Artix-7 系列FPGA芯片其成本降低66%、功耗降低37%、尺寸缩小85%。

    (2)新一代无线多模式无线电——Kintex-7系列FPGA
      
      新一代无线多模式无线电要求可移植性。具体来说,就是:能够经济高效地满足不断提高的数据速率需求;能够适应新标准;同时还要支持多种空中接口混合使用 (MC-GSM+LTE)。除此之外,其应用要求包括:支持CPRI/OBSAI接口标准;性能可提高至491MHz;降低资本支出和运营支出;降15%的系统成本;实现5个9的可用性(即99.999%的可用性)。
      正因为上述要求的存在,所以就出现了一个问题:即要求现有的FPGA必须能够扩展,以满足严格的成本、性能和功耗要求。此时,Xilinx Kintex-7系列FPGA应运而生,正好解决了这个难题。通过下图我们可以看到相比之前的Virtex-6系列芯片来说,Xilinx Kintex-7系列FPGA在新一代无线多模式无线电上的应用优势。可以毫不夸张的说,在采用Xilinx Kintex-7系列FPGA后,该方案的性价比提高3倍、功耗降低18%。

    在这里插入图片描述

      在系统性能方面,通过下表我们可以看得更清晰:

    在这里插入图片描述
    (3)有线通信架构核心——Virtex-7系列FPGA

      如今,在有线通信架构中,已超过400万个“智能”设备投入使用;并且视频点播是无处不在的;此外因特网流量每年以70%以上的速度在增长,所以无形之中,线通信架构的构建就有着永无止境的带宽需求。在应用方面的话,要求能满足目前和未来的标准要求、能与众多端点设备相连、还能在保持低功率和较小占位面积的同时将性能提高3倍,并且可支持“Interlaken”协议。
      由于容量和连接性要求极高,所以有线通信架构最常采用ASIC方案。采用ASIC方案的NPU或交换结构图如左下图所示。

    在这里插入图片描述

      但是,随着超高端FPGA Virtex-7(全球首款单芯片300G 可编程桥接器)的出现,由于Virtex-7芯片在性能、带宽和功耗上可与ASIC相媲美,并且与未进行功率优化的器件相比,可降低28%的功耗。因此,在有线通信架构的构建中,Virtex-7系列芯片应用的也越来越多了。采用Virtex-7系列方案的NPU或交换结构图如右上图所示。下表是两种方案的对比。从表中就可明显看出Virtex-7系列芯片的优势。

    在这里插入图片描述

      除了能在上文提到的数码单反相机、新一代无线多模式无线电、有线通信架构中有广泛应用,全新Xilinx 7 系列FPGA芯片还能满足便携超声波设备、大批量10G有线通信设备所需性能;能支持LTE无线网络部署;还能满足3D显示器的功耗和成本要求;下一代广播视频点播系统的性能和带宽;支持新一代有线接入设备和高级雷达系统和高性能计算机系统等等。

    展望:全新Xilinx 7 系列FPGA芯片的美好未来
      自全新Xilinx 7 系列FPGA芯片横空出世之后,可编程逻辑技术就已经呈现出一种“势在必行”之势。随着该芯片系列不断投入市场加以应用,带宽与灵活性市场需求得到不断的提高、功耗和成本降低至少一半;性能与容量翻番;采用的目标设计平台则大幅度提高了生产率;并且越来越少的设计人员选择使用ASSP;ASIC同样也难逃厄运。总之,其前景可谓是一片“光明”。

      当然,想要一直保持“光明”状态,那Xilinx就得继续做到与时俱进、居安思危。在已有技术前提下,不断创新,争取做到以下五点:追求更高的系统性能;实现更高的性价比;争取更大的容量;做到更低的功耗和更好的服务。如果能够做到这些,将会有更多的工程师“恋”上Xilinx FPGA芯片


    4.7系列命名规则

    在这里插入图片描述
      从上图中可以看出,除Spartan系列器件的厂商编号是由十个字段组成之外,其余三个系列的厂商编号都由9个字段组成。

      四个系列器件的左数第一段编码都是"XC",这俩字符表示该器件是Xilinx生产的商业级器件,另外还有军品级和宇航级,不过这俩等级国内不太可能通过正规渠道购买;

      左数第二个字段代表该器件属于Xilinx的第几代器件,7系列的这个字段都是7;

      左数第三个字段代表该器件属于哪个族,S代表Spartan、A代表Artix、K代表Kintex、V代表Virtex;

      左数第四个字段,实际器件上印的是一位或多位阿拉伯数字,这个数字乘以1000就是该器件大致的资源数量,只是大致,并不准确;

      左数第五个字段用于表示该器件的速度等级,-3最高,-1最低,带L的表示该器件是低功耗器件(低功耗器件的供电电压比普通器件更低)。这个参数是厂商对芯片测试筛选后印到芯片上的,是一个经验值。该值越大,表示Block RAM和高速IO等资源的最大时钟越高,因此在进行设计时需要慎重考虑该数值。

      接下来,Spartan器件的第六道九四个字段和其余三个族的器件的第六到八个字段是该器件的封装信息,这几个字段里最后一个字段的数字代表该器件的引脚总数(跟用户引脚数有区别),另外几个两三个字段的含义就不是很明白了。

      最后一个字段表示该器件的温度等级,国内比较常见的是C和I;C代表商业级(Commercial),可以在0℃到85℃下正常运行;I代表工业级(Industrial),可以在-40℃到100℃下正常运行。另外两个等级,对我而言还是只存在于“传说中”。


    5.7系列资源概括

      7系列FPGA各族资源的简单对比。
    在这里插入图片描述
      下面一系列图片是各族FPGA资源概览,其中的IO资源是按最大封装标出来的。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
      值得一提的是,7系列FPGA上集成了一个ADC模块,就是那个“XADC Blocks”,这玩意不仅可以从引脚采集电压值,还能监控自身的供电电源,虽说这玩意在CPU和MCU上不是啥新鲜玩意,但是在FPGA上还是蛮新奇的,起码对我而言是。

      注意看Virtex7那张图下面第1条和第6条Notes,Virtex7还细分了Virtex7T、Virtex7XT和Virtex7HT。
      下面一系列图片是不同封装FPGA的IO资源和高速收发器资源表:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

      从上面的几张图中可以看到,7系列的FPGA IO资源有HR和HP两种规格。HP支持1.2V~ 1.8V电压,HR支持1.2~3.3V电压。前者的最高传输速率要比或者高,但是明显前者的使用范围更窄,这个就需要根据需求自行判断需要哪种了。

      论质量的话Kintex7其实要略胜一Virtex7筹,毕竟Kintex7全型号都支持GTX,同时全型号都有HR IO,大部分型号还兼备HP和HR两种规格的IO。

      7系列三种高速串行收发器的性能如下

    • GTH:500Mb/s~13.1Gb/s
    • GTP:500Mb/s~12.5Gb/s
    • GTP:500Mb/s~6.6Gb/s

      具体到每个器件时,最高传输速率还收到前面提到过的速度等级的影响。另外,Xilinx有用来配置高速串行收发器的IP核,在这个IP核里可以设置具体的传输速率和编解码等属性。





    展开全文
    Pieces_thinking 2018-11-15 10:29:36
  • 56KB weixin_38688145 2020-07-19 01:21:13
  • qq_42196515 2021-02-26 16:41:54
  • wuzhikaidetb 2021-12-12 23:13:48
  • 810KB weixin_38553381 2020-08-10 17:38:42
  • uio159753 2020-01-13 16:15:16
  • qq_35712169 2020-03-26 10:54:20
  • Reborn_Lee 2018-05-21 15:54:58
  • gslscyx 2021-03-09 21:34:09
  • qq_40310273 2020-07-23 10:21:44
  • SLAM_masterFei 2020-04-01 21:53:11
  • weixin_30945039 2019-07-24 14:39:31
  • hdzjwell 2021-06-16 12:52:12
  • Pieces_thinking 2021-08-14 00:59:08
  • gslscyx 2021-02-28 20:20:51
  • wuyanbei24 2021-06-28 19:02:10
  • baidu_25816669 2021-04-21 09:38:49
  • weixin_30641597 2021-01-14 16:37:00
  • weixin_42369496 2021-01-19 15:32:58
  • qq_33155311 2021-08-09 11:53:55
  • Ahero_28 2021-08-20 12:43:56
  • weixin_43813325 2020-10-23 19:13:25
  • gslscyx 2021-03-02 23:19:50
  • qq_40310273 2020-06-03 14:49:36

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 3,388
精华内容 1,355
关键字:

fpgaxilinx系列对比