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简述Xilinx 7系列FPGA芯片相关知识

FPGA设计william hill官网 来源:未知 2023-11-28 10:20 次阅读

Xilinx 7系列芯片应用非常广泛,具有成本低、性能强悍、成熟稳定的特点,目前Xilinx(AMD)已延长该系列芯片的生命周期至少到2035年。

本文主要介绍Xilinx 7系列FPGA芯片的知识以及特点。

一、7系列芯片的工艺级别

xilinx 7系列FPGA芯片采用的是28nm生产工艺,主要分为Spartan、Artix、Kintex和Virtex四个系列。

Xilinx 7系列的性能、密度和价格随系列不同而提升。

Spartan-7系列作为7系列中的入门级产品,有着最低的价格、功耗和尺寸,适用于低端应用。

Artix-7系列相比于Spartan-7系列增加了串行收发器DSP功能,并具有更大的逻辑容量,适合逻辑稍微复杂的中低端应用。

Kintex-7系列是7系列中的性价比之王,在硬核数量和逻辑容量方面都表现优异,适用于中低端和部分高端应用。

Virtex-7系列则是7系列中的旗舰产品,只在高端应用中使用,对于中低端应用来说过于强大而显得大材小用。

二、7系列芯片命名规则

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说明:

XC:xilinx Commercial;

7:7系列;

S:SPARTAN系列,A:ARTIX系列,K:KINTEX系列,V:VIRTEX系列。

###:逻辑资源(logiccells) 数目;

-1:速度等级(数字越大速度等级越高);

FG/FF:封装方式;

900:引脚数;

C/I/Q:温度等级。

三、Spartan系列

Spartan系列是入门级产品,采用小型封装并提供出色的性能功耗比,可满足最苛刻的要求。这些器件包含MicroBlaze 软处理器, 运行速率超过 200 DMIPS,具有基于 28nm 技术的 800Mb /sDDR3 支持。

此外,Spartan 7 器件可在所有商业类器件上提供集成ADC,专用安全功能和 Q 级(-40°C 至 +125°C)。这些器件是工业、消费类应用以及汽车应用的理想选择,其中包括任意连接、传感器融合以及嵌入式视觉等应用。

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主要优势:

编程的系统集成 针对 I/O 连接进行了优化,实现高引脚数与逻辑之比MicroBlaze 处理器软 IP集成式安全监控
提升的系统性能 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
BOM 成本削减 用于集成离散模拟及监控威廉希尔官方网站 的 XADC 与 SYSMON针对系统 I/O 扩展进行了成本优化
总功耗削减 1.0V 内核电压或 0.95V 内核电压选项总功耗比 45nm 器件系列降低 50%
加速设计生产力 由 Vivado HLx Design Suite WebPack 提供支持 Vivado IP 集成器的自动建构校正模块级设计 具有可扩展的优化架构、综合全面的工具以及 IP 核重用

四、Artix 7系列

Artix 7 系列器件在单个成本优化的 FPGA 中提供了高性能功耗比架构、 收发器线速、DSP 处理能力以及AMS集成。包含MicroBlaze 软处理器和 1,066Mb/s DDR3 技术支持,此系列为各类成本功耗敏感型应用提供最大价值,包括软件定义无线电、机器视觉照相以及低端无线回传。

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主要优势:

可编程的系统集成 高达 215K 逻辑单元; AXI IP 和 模拟混合信号集成
提升的系统性能 支持高达 16 路 6.6G GT 收发器、930 GMAC、13Mb BRAM、1.2Gb/s LVDS 和 DDR3-1066
BOM 成本削减 小型焊线封装,可节省 5 美元的模拟组件费用
总功耗削减 与 45nm 器件相比,实现 65% 的静电降低以及 50% 的 功耗降低 。
加速设计生产力 具有可扩展的优化架构、综合全面的工具以及 IP 核

五、Kintex 7系列

Kintex 7 FPGA 为您的设计在 28nm 节点实现出色的成本/性能/功耗平衡,同时提供高 DSP 率、高性价比封装,并支持 PCIe Gen3 和 10 GigabitEthernet等主流标准。

Kintex 7 系列是 3G /4G无线、平板显示器和 video over IP 解决方案等应用的理想选择。

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主要优势:

可编程的系统集成 高达 478K 逻辑单元; 与 VCXO 元件、/ AXI IP、和 AMS集成
提升的系统性能 支持高达 32路 12.5G 收发器、2,845 GMAC、34Mb BRAM、 和 DDR3-1866
BOM 成本削减 与相似密度 40nm 器件相比,价格降低一半
总功耗削减 与前代 40nm 器件相比,功耗降低 50%
加速设计生产力 可扩展优化架构、综合全面的工具、IP 和开发板与套件

六、Virtex 7 系列

Virtex系列的器件是7系列中性能最高的产品,当然价格也最贵。该系列可用于 10G 至 100G 联网、便携式雷达以及ASIC原型设计等各种应用。

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主要优势:

可编程的系统集成 高达 2M 逻辑单元,与VCXO 元件、 AXI IP、和 AMS 集成
提升的系统性能 实现 2.8 Tb/s 总串行带宽,支持 96 x 13.1G GTs、16 x 28.05G GTs、5,335 GMACs、68Mb BRAM、DDR3-1866
BOM 成本削减 与多芯片解决方案相比,其成本可降低 40%。
总功耗削减 与多芯片解决方案相比,功耗降低高达 50%
加速设计生产力 具有可扩展的优化架构、综合全面的工具、IP 核以及 TDP

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