Xilinx-7系列FPGA

主要包括：Spartan?-7、Artix?-7、Kintex?-7、Virtex?-7。其性能、密度、價格也隨著系列的不同而提升。和前幾代FPGA產(chǎn)品不同的是，7系列FPGA采用的是統(tǒng)一的28nm設(shè)計架構(gòu)，客戶在不同子系列的使用方式上是統(tǒng)一的，消除了不同子系列切換使用帶來的不便。

Xilinx的四個工藝級別

Xilinx目前主要產(chǎn)品有四個工藝等級，通常情況下，Xilinx的產(chǎn)品每個工藝都會有Spartan、Artix、Kintex和Virtex四個族，如下圖所示

內(nèi)核電壓VCCint和工藝的關(guān)系

分類介紹

1. Spartan?-7系列

2015年11月，Xilinx推出Spartan?-7 FPGA系列

賽靈思公司今天宣布為成本敏感型應(yīng)用推出靈活的 I/O 密集型器件——Spartan?-7 FPGA系列。該新型系列器件可滿足汽車、消費類電子、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、有線/無線通信和便攜式醫(yī)療解決方案等多種不同市場領(lǐng)域的連接需求。全新的?Spartan-7?FPGA 將得到免費 Vivado? 設(shè)計套件 WebPACK? 版本以及 Vivado 設(shè)計版本和系統(tǒng)版本的支持，能夠快速集成和實現(xiàn)。

　　Spartan-7?FPGA 系列采用小型封裝卻擁有高比例的 I/O 數(shù)量，這對成本敏感型市場至關(guān)重要。該系列的單位功耗性價比相較前代產(chǎn)品提升多達 4 倍，可提供靈活的連接能力、接口橋接和輔助芯片等功能。

　　賽靈思公司 FPGA 和 SoC 產(chǎn)品管理和市場營銷高級總監(jiān) Kirk Saban 指出：“賽靈思長期以來通過Spartan系列產(chǎn)品提供低成本最優(yōu)化解決方案，Spartan-7?FPGA系列的推出再次證明了我們對這一傳統(tǒng)市場的承諾，同時也進一步擴展了我們在 I/O 密度、小型化封裝和能效等方面連續(xù)數(shù)代的領(lǐng)先地位。”

　　該最新系列器件將與業(yè)界領(lǐng)先的 Vivado 設(shè)計套件進行協(xié)同優(yōu)化，提供以 IP 和系統(tǒng)為中心的開發(fā)環(huán)境，以應(yīng)對各種成本敏感市場常見的更短開發(fā)周期的需求和嚴格的產(chǎn)品上市時間的壓力。Spartan-7 FPGA 系列的推出，將進一步壯大采用臺積公司 (TSMC) 28nm HPL 工藝的現(xiàn)有賽靈思 7 系列產(chǎn)品陣營。

Spartan7系列，在xilinx-7系列中，其價格是最低的、實際功耗是最低的、擁有最小的封裝尺寸，當(dāng)然其設(shè)計難度是最低的，在一些低端應(yīng)用場景中中極為合適。

● 速度比 45nm 器件系列快 30%;

● 達到 1.25Gb/s LVDS;

● 高度靈活的軟內(nèi)存控制器支持每秒 25.6Gb 的峰值 DDR3-800 內(nèi)存帶寬;

● 用于集成離散模擬及監(jiān)控電路的 XADC 與 SYSMON;

● 針對系統(tǒng) I/O 擴展進行了成本優(yōu)化;

2. Artix?-7系列

Artix7系列，在xilinx-7系列中，相比較于Spartan7系列增加了DSP功能和串行收發(fā)器，當(dāng)然其邏輯容量也更大，在一些邏輯稍微復(fù)雜一些的中低端應(yīng)用比較廣泛。

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

● 利用基于Virtex系列架構(gòu)的FPGA能夠滿足成本敏感型、大批量市場的性能要求；

● 利用內(nèi)置式 Gen1x4 PCI Express? 技術(shù)實現(xiàn)3.75Gpbs 串行連接功能；

● 絲焊芯片級BGA封裝，實現(xiàn)了小型化和低成本；

● 能滿足電池供電的便攜式超聲波設(shè)備的低功耗高性能需求；

● 能滿足商用數(shù)碼相機鏡頭控制的小型、低功耗要求；

● 能滿足軍用航空電子和通信設(shè)備嚴格的 SWAP-C(大小、重量、功耗和成本)要求；

● 尺寸、重量和功耗特性都特別符合手持式應(yīng)用的要求，如便攜式超聲波、數(shù)字照相機控制和軟件定義無線電；

3. Kintex?-7系列

Kintex7系列,在xilinx-7系列中，可以說擁有最佳的性價比，無論是邏輯容量還是硬核數(shù)量，都能滿足中低端、甚至部分中高端應(yīng)用需求。

● 標榜業(yè)界最高系統(tǒng)性能和容量，密度達到200萬個邏輯單元，比所有以前和現(xiàn)有的FPGA高出2.5倍;

● 與Virtex-6相比，Virtex-7的系統(tǒng)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;

● 可提供諸如大批量 10G 光學(xué)有線通信設(shè)備等各種應(yīng)用所需的高性能 10.3Gbps 或低成本優(yōu)化的 6.5Gbps 串行連接性、存儲器和邏輯性能;

● 實現(xiàn)了信號處理性能、功耗和成本的最佳平衡，能支持長期演進 (LTE) 無線網(wǎng)絡(luò)部署，滿足新一代高清 3D 平板顯示器嚴格的功耗和成本要求;

● 提供新一代廣播視頻點播系統(tǒng)所需的性能和帶寬;

● 10.3125Gbps 串行連接功能和內(nèi)置式 Gen2x8 PCI Express 技術(shù);

● 豐富的塊存儲器和 DSP 資源，是無線 LTE 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、LED 背光和 3D 數(shù)字視頻顯示器、醫(yī)學(xué)成像與航空電子成像系統(tǒng)的理想之選;

4. Virtex?-7系列

Virtex7系列，在xilinx-7系列中，是頂尖的存在，可以說是頂配型號，高端應(yīng)用中王者，如果在低端應(yīng)用中使用，那么必定是大材小用！

● 樹立了全新的業(yè)界性能基準;

● 與Virtex-6 器件相比，系統(tǒng)性能提高一倍，功耗降低一半，信號處理能力提升 1.8 倍，I/O 帶寬提升 1.6 倍，存儲器帶寬提升 2 倍;

● 是業(yè)界密度最高的 FPGA，多達2百萬個邏輯單元實現(xiàn)了突破性容量;

● 采用 EasyPath-7 器件，無需任何設(shè)計轉(zhuǎn)換就能確保將成本降低 35%;

● 支持 400G 橋接和交換結(jié)構(gòu)有線通信系統(tǒng)，是全球有線基礎(chǔ)設(shè)施的核心;

● 支持高級雷達系統(tǒng)和高性能計算機系統(tǒng)，能夠滿足單芯片 TeraMACC 信號處理能力的要求以及新一代測試測量設(shè)備的邏輯密度、性能和 I/O 帶寬要求;

● 實現(xiàn)新一代 100GE 線卡、300G 橋、兆兆位級交換機結(jié)構(gòu)、100G OTN 波長轉(zhuǎn)換器、雷達和 ASIC 仿真。

對比介紹

1. Xilinx-7系列FPGA的DSP資源柱狀圖

2. Xilinx-7系列FPGA的Block RAM資源柱狀圖

?行業(yè)優(yōu)勢

　　航空航天和軍用產(chǎn)品
　　7系列 FPGA 利用更高的集成度和信號處理能力極大地降低了功耗，從而為雷達、軍事通信和高級成像系統(tǒng)提供了 SWAP-C 優(yōu)勢。
　　a.航空電子
　　Kintex-7 FPGA 的高性價比增強了飛機視頻數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的 SWAP-C 優(yōu)勢。
　　b.雷達
　　Virtex-7 FPGA 削減了面向便攜式雷達系統(tǒng)的 SWAP-C。
　　?廣播
　　Kintex-7 FPGA 為主流設(shè)計帶來了 10Gbps 的串行連接功能，實現(xiàn)了新一代數(shù)字視頻分配系統(tǒng)。
　　a.Video-over-IP 網(wǎng)關(guān)
　　Kintex-7 FPGA 為遠距離 WAN 傳送實現(xiàn)了串行數(shù)字接口(SDI)協(xié)議與 IP 技術(shù)的經(jīng)濟型、低功耗橋接，從而能夠利用標準 IP 網(wǎng)絡(luò)連接本地錄播室/現(xiàn)場活動、廣播設(shè)施和衛(wèi)星上行站。
　　?消費類
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新興串行協(xié)議，實現(xiàn)了功耗和成本優(yōu)勢，是極具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品?？芍鼐幊绦詫崿F(xiàn)了高級圖像增強算法的快速應(yīng)用和在各種最終產(chǎn)品價格上的特性差異化。
　　a.LED 背光平板顯示器和 3DTV
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板顯示器制造商能夠提高圖像質(zhì)量、降低功耗和削減成本。為 LED 背光控制器實現(xiàn)了復(fù)雜的局部調(diào)光和照明補償算法。生產(chǎn)具有不同的 LED 區(qū)域數(shù)量和 LED 布局的直接型照明顯示器，同時調(diào)整照明以便與不同供應(yīng)商生產(chǎn)的面板的物理特性相匹配。為顯示器添加 3D 功能。
　　b.高端消費類數(shù)碼單反相機
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 實現(xiàn)了低功耗、低成本和小型化，使得高端消費類數(shù)碼單反相機制造商能夠在自動對焦鏡頭內(nèi)實現(xiàn)控制功能，以及在照相機機身控制器/圖像處理 ASIC 內(nèi)迅速部署增強功能。
　　?醫(yī)療
　　Kintex FPGA 實現(xiàn)了高性能、低功耗和小型化，可用于多種醫(yī)療設(shè)備。通過7系列統(tǒng)一架構(gòu)，工程師能夠迅速調(diào)整設(shè)計以滿足不同的市場和應(yīng)用要求。
　　a.便攜式超聲波
　　在芯片級封裝內(nèi)實現(xiàn)的高 I/O 帶寬和 144GMACS 的 DSP 處理性能讓 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超聲波處理的理想之選。設(shè)計者可以采用完全可編程的128通道超聲波設(shè)計，它可以升至196或256通道以便實現(xiàn)高端手推式解決方案，或者降至64或32通道以便實現(xiàn)手持式尺寸
　　?有線通信
　　7系列 FPGA 專為最高帶寬和最低功耗而設(shè)計，能夠滿足網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對帶寬的不斷渴求。在不超出現(xiàn)有功耗和冷卻面積的前提下升級硬件以實現(xiàn)容量提升。
　　a.100GE 線卡
　　Virtex-7 FPGA 提供了適當(dāng)?shù)?I/O、存儲器和邏輯組合，實現(xiàn)了新型線卡的單 FPGA 設(shè)計，提高了帶寬
　　b.300G Interlaken 橋接
　　Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施升級，這些器件為 MAC-NPU、NPU-開關(guān)和 NPU-TCAM 之間的 Interlaken 行業(yè)標準橋接提供了高達 1.9Tbps 的帶寬。
　　?無線通信
　　Kintex-7 FPGA 專為最低功耗和經(jīng)濟型信號處理而設(shè)計，提供了符合無線基礎(chǔ)設(shè)施 DSP 密集型要求的功能組合，通過成本優(yōu)化的封裝和在單個 FPGA 內(nèi)整合多種功能實現(xiàn)了低成本解決方案。
　　a.多模無線電
　　Kintex-7 FPGA 能夠幫助您降低成本和功耗，提供可升級平臺，以及支持多種空中接口標準
　　b.LTE 基帶
　　Kintex-7 FPGA 提供了最高的性價比，所以設(shè)計者能夠滿足通用平臺內(nèi) LTE 基帶處理嚴苛的延遲要求。

3. Xilinx-7系列FPGA的高速串行收發(fā)器資源柱狀圖

?

4. Xilinx-7系列FPGA的I/O資源柱狀圖

命名規(guī)則

?行業(yè)優(yōu)勢
　　航空航天和軍用產(chǎn)品
　　7系列 FPGA 利用更高的集成度和信號處理能力極大地降低了功耗，從而為雷達、軍事通信和高級成像系統(tǒng)提供了 SWAP-C 優(yōu)勢。
　　a.航空電子
　　Kintex-7 FPGA 的高性價比增強了飛機視頻數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的 SWAP-C 優(yōu)勢。
　　b.雷達
　　Virtex-7 FPGA 削減了面向便攜式雷達系統(tǒng)的 SWAP-C。
　　?廣播
　　Kintex-7 FPGA 為主流設(shè)計帶來了 10Gbps 的串行連接功能，實現(xiàn)了新一代數(shù)字視頻分配系統(tǒng)。
　　a.Video-over-IP 網(wǎng)關(guān)
　　Kintex-7 FPGA 為遠距離 WAN 傳送實現(xiàn)了串行數(shù)字接口(SDI)協(xié)議與 IP 技術(shù)的經(jīng)濟型、低功耗橋接，從而能夠利用標準 IP 網(wǎng)絡(luò)連接本地錄播室/現(xiàn)場活動、廣播設(shè)施和衛(wèi)星上行站。
　　?消費類
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新興串行協(xié)議，實現(xiàn)了功耗和成本優(yōu)勢，是極具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品?？芍鼐幊绦詫崿F(xiàn)了高級圖像增強算法的快速應(yīng)用和在各種最終產(chǎn)品價格上的特性差異化。
　　a.LED 背光平板顯示器和 3DTV
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板顯示器制造商能夠提高圖像質(zhì)量、降低功耗和削減成本。為 LED 背光控制器實現(xiàn)了復(fù)雜的局部調(diào)光和照明補償算法。生產(chǎn)具有不同的 LED 區(qū)域數(shù)量和 LED 布局的直接型照明顯示器，同時調(diào)整照明以便與不同供應(yīng)商生產(chǎn)的面板的物理特性相匹配。為顯示器添加 3D 功能。
　　b.高端消費類數(shù)碼單反相機
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 實現(xiàn)了低功耗、低成本和小型化，使得高端消費類數(shù)碼單反相機制造商能夠在自動對焦鏡頭內(nèi)實現(xiàn)控制功能，以及在照相機機身控制器/圖像處理 ASIC 內(nèi)迅速部署增強功能。
　　?醫(yī)療
　　Kintex FPGA 實現(xiàn)了高性能、低功耗和小型化，可用于多種醫(yī)療設(shè)備。通過7系列統(tǒng)一架構(gòu)，工程師能夠迅速調(diào)整設(shè)計以滿足不同的市場和應(yīng)用要求。
　　a.便攜式超聲波
　　在芯片級封裝內(nèi)實現(xiàn)的高 I/O 帶寬和 144GMACS 的 DSP 處理性能讓 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超聲波處理的理想之選。設(shè)計者可以采用完全可編程的128通道超聲波設(shè)計，它可以升至196或256通道以便實現(xiàn)高端手推式解決方案，或者降至64或32通道以便實現(xiàn)手持式尺寸
　　?有線通信
　　7系列 FPGA 專為最高帶寬和最低功耗而設(shè)計，能夠滿足網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對帶寬的不斷渴求。在不超出現(xiàn)有功耗和冷卻面積的前提下升級硬件以實現(xiàn)容量提升。
　　a.100GE 線卡
　　Virtex-7 FPGA 提供了適當(dāng)?shù)?I/O、存儲器和邏輯組合，實現(xiàn)了新型線卡的單 FPGA 設(shè)計，提高了帶寬
　　b.300G Interlaken 橋接
　　Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施升級，這些器件為 MAC-NPU、NPU-開關(guān)和 NPU-TCAM 之間的 Interlaken 行業(yè)標準橋接提供了高達 1.9Tbps 的帶寬。
　　?無線通信
　　Kintex-7 FPGA 專為最低功耗和經(jīng)濟型信號處理而設(shè)計，提供了符合無線基礎(chǔ)設(shè)施 DSP 密集型要求的功能組合，通過成本優(yōu)化的封裝和在單個 FPGA 內(nèi)整合多種功能實現(xiàn)了低成本解決方案。
　　a.多模無線電
　　Kintex-7 FPGA 能夠幫助您降低成本和功耗，提供可升級平臺，以及支持多種空中接口標準
　　b.LTE 基帶
　　Kintex-7 FPGA 提供了最高的性價比，所以設(shè)計者能夠滿足通用平臺內(nèi) LTE 基帶處理嚴苛的延遲要求。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Xilinx 7系列FPGA简介--选型参考的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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