Kintex-7 FPGA:KC705评估开发方案

可编程逻辑

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关键词: FPGA , KC705 , Kintex-7

Xilinx公司的7系列FPGA包括Artix-7,Kintex-7 和Virtex-7 三个系列。具有超高端连接带宽,逻辑容量和信号完整性,提供低成本,小型尺寸和大容量的要求严格的高性能应用。其中,Kintex-7 FPGA具有较高的性价比,其所组成的收发器从600Mbps到最高的6.6 Gbps ,达到28.05Gbps。主要用在航空电子、LED背光的平板电视和3D TV、LTE基带、手持超声设备、多模式无线电、Prosumer数码单反照相机和视频IP网关。

Xilinx7系列FPGA包括,三个新的FPGA系列,以满足系统的各种要求,即:从成本降低,外形尺寸小,大容量应用,到超高端连接带宽,逻辑能力和信号处理,以适应苛刻的应用要求。7系列器件是基于可编程芯片,用于目标设计平台(Targeted Design Platforms),它使得设计人员能够从开发周期的一开始就专注于创新。Artix-7系列:低成本和功率的优化,小外形包装,高功率的应用。Artix-7系列:优化的性价比,较前一代有2倍的改善,可用于新一代的FPGA。Virtex-7系列:系统性能较高的优化,系统性能提高一倍。采用堆叠硅片互连技术(SSI),形成了设备的高能力。

7系列采用先进的,高性能,低功耗(HPL),28nm,高-k金属栅极(HKMG)工艺技术。极大地增强了系统的性能,具有I / O带宽2.9-TB/s,200万逻辑单元的能力,和5.3 TMAC/-s DSP,比上一代器件少消耗50%的功率,为ASSP和ASIC提供了一个完全可编程的选择。所有7系列设备共享一个统一的,第四代高级硅片组合模块(ASMBL)列式架构,其简化设计和可移植性降低了系统开发和部署时间。

2012-3-16 19:00:48 上传

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图1 评估板KC705方框图

表1 Kintex-7 FPGA系列主要应用和特点

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7系列FPGA主要特性

•基于6输入查找表(LUT)技术,可配置为分布式内存的,先进的高性能FPGA逻辑

• 36kB双端口RAM块,内置片上数据缓冲的FIFO逻辑

•高性能的SelectIO技术,支持高达1866 Mb/s的DDR3接口

•高速串行连接功能,内置多千兆位收发器,从600Mb/s到最大6.6 Gb/s,最高28.05Gb/s的速度,提供了一个特殊的低功耗模式,芯片到芯片接口进行了优化

•用户可配置的模拟接口(XADC),纳入双12位1MSPS模拟-数字转换器,具有片上热传感器和供电传感器

• DSP片,以及25×18乘法器,48位累加器,预加法器,用于高性能过滤,包括优化对称系数过滤

•强大的时钟管理瓷砖(CMT),结合锁相环(PLL)和混合模式时钟管理器(MMCM),用于实现高精度和低抖动

•集成的PCI Express(PCIe)块,最高为X8第三代端点和根端口设计。

•多种配置选项,包括,支持商品记忆,256位AES加密及HMAC/SHA-256认证,并内置SEU的检测和校正

•低成本,线焊接,无盖倒装芯片,高信号完整性,倒装芯片封装,可以方便在同一系列产品之间互换。所有型号都具有无铅封装,并具有可选铅封装

•专为高性能和低功耗的28nm HKMG,HPL工艺设计,1.0V核电 压的工艺技术,和更低功耗的0.9V核电压选项

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图2 评估板KC705外形图

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图3 评估板KC705主要元件

KINTEX-7系列在LTE通信应用

KINTEX-7 FPGA提供优惠的价格、性能、因此设计人员可以在一个共同的平台,满足LTE基带处理严格的延迟要求。

•可编程性使得具有成本效益的这一共同平台支持多种空中接口,如LTE,WiMAX和WCDMA

•通过从微微单元(picocell)到宏单元(macrocell)的扩展和重用设计来降低总成本

•在相同成本的基础上,比前一代FPGA的容量高3倍,少消耗40%的电力

•支持9.8Gbps CPRI / OBSAI的高吞吐量

•支持6.144Gbps CPRI / OBSAI的一种低成本封装选项

KINTEX-7系列在医疗电子应用

支持低成本芯片级封装的6.144Gbps CPRI / OBSAI,高 I / O带宽和144GMACS的DSP处理能力,这使得KINTEX-770T FPGA可以高效地用于前端和后端超声波处理。设计师可以配置一个完全可编程的128通道超声波,其高档解决方案规模可达196或256通道,手持式解决方案为64或32通道。

• 模块化的五个KINTEX-770T FPGA可用于128通道,降低功耗44%,降低成本45%,比前一代FPGA的外形小57%

• KINTEX-770T的240 DSP片提供了144GMACS,(288GMACS对称滤波器)

•内置支持8个PCI Express Gen1/Gen2渠道,具有高带宽接口,以支持系统

•芯片级封装,小外形

KINTEX -7系列在广播设备的应用

KINTEX-7 FPGA具有高成本效益,和低功耗桥的,串行数字接口(SDI)协议IP技术,用于长距离的广域网传输,以连接当地工作室/现场活动,广播设施,和使用标准IP网络的卫星上行站。

•减少64%的电耗,比两个Virtex-6 XC6L130T的设备成本减少了85%(采用了单一的XC7K160T FPGA)

•采用高带宽接口,进一步降低成本,缩小了BOM:72位×1600 Mbps DDR3内存接口功能,只使用单一内 存缓冲。(而前一代FPGA需要两个或四个内存缓冲)

Kintex-7 FPGA系列评估板KC705

KINTEX™-7 FPGA的KC705评估板提供了一个硬件环境,用于KINTEX-7 XC7K325T-2FFG900C FPGA的设计开发和评估。 KC705板提供了许多嵌入式处理系统的共同特性,包括,DDR3 SODIMM内存,一个8通道的PCI Express接口,一个三模式以太网物理层(PHY),通用I/ O,一个UART接口。通过使用连接卡(主板上提供的两个VITA-57 FPGA夹层连接器FMC),可以添加其他功能。并且具有高引脚数(HPC)和低接脚数(LPC)FMCS。

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图4 评估板KC705配置威廉希尔官方网站 图

评估板KC705主要特性

• Kintex-7 XC7K325T-2FFG900C FPGA

•1GB DDR3内存的SODIMM

•128MB线性BPI闪存

•128MB四SPI(Quad-SPI)闪存

•安全数字(SD)连接器

•通过Digilent模块的USB JTAG

•时钟发生器

• 固定的200 MHz的LVDS振荡器(差分)

• I2C可编程LVDS振荡器(差分)

• SMA连接器(差分)

• GTX收发器时钟的SMA连接器

• GTX收发器

• FMC HPC连接器(4个GTX收发器)

• FMC LPC连接器(GTX收发器)

• SMA连接器(TX,RX和REFCLK各一对)

• PCI Express(八通道)

•小型可插拔(SFP +)连接器

•以太网PHY SGMII接口(RJ-45接口)

• PCI Express的端点连接

•第一代8通道(X8)

•第二代8通道(X8)

• SFP+连接器

•10/100/1000三速以太网PHY

• USB至UART桥接

• HDMI接口编解码器

• I2C总线

•的I2C多路复用器

• I2C EEPROM(1 kB)

•用户I2C可编程3.3V LVDS振荡器

• DDR3 SODIMM插槽

• HDMI接口编解码器

• FMC HPC连接器

• FMC LPC连接器

• SFP+连接器

• I2C可编程抖动衰减精密时钟倍频

•状态指示LED灯

•以太网状态

•电源良好

• FPGA INIT

• FPGA DONE

•用户I/O

•用户LED(八个GPIO)

•用户按钮(五个方向)

• CPU的复位按钮

•用户DIP开关(4极的GPIO)

•用户SMA GPIO连接器(一对)

• LCD字符显示(16个字符×2行)

•开关

•电源开/关滑动开关

•配置模式DIP开关

• VITA57.1 FMC HPC连接器

• VITA57.1 FMC LPC连接器

•电源管理

•通过TI电源控制器的PMBus电压和电流监控

• XADC头

•配置选项

•线性BPI闪存

•四个SPI

• USB JTAG配置端口

•平台电缆头JTAG配置端口

详情请见:

Xilinx Kintex-7 FPGA KC705评估开发方

GEC

来源:网络  

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