本文轉(zhuǎn)載自：Xinlinx 7系列FPGA概覽

轉(zhuǎn)載說(shuō)明：關(guān)于7系列FPGA的認(rèn)識(shí)，這篇文章寫(xiě)的還是比較好的，雖說(shuō)數(shù)據(jù)手冊(cè)上都有，但是不是每個(gè)人都有功夫去看的，這樣看起來(lái)，這篇博文就很有意義，對(duì)7系列FPGA有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)。最后謝謝原文作者。

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1.Xilinx的四個(gè)工藝級(jí)別

Xilinx目前主要產(chǎn)品有四個(gè)工藝等級(jí)，通常情況下，Xilinx的產(chǎn)品每個(gè)工藝都會(huì)有Spartan、Artix、Kintex和Virtex四個(gè)族，如下圖所示。

其中45nm工藝的產(chǎn)品只有Spartan6還在“苦苦支撐”，其余產(chǎn)品均已“下架”，隨著今年（2017年）5月11日Xilinx官方宣布Spartan7進(jìn)入量產(chǎn)階段，Spartan6的生命已經(jīng)進(jìn)入了倒計(jì)時(shí)階段。

28nm工藝的7系列芯片是Xilinx目前主推的產(chǎn)品，本文就是對(duì)該系列的產(chǎn)品進(jìn)行大致的介紹。

另外，盡管早在一年多以前的2016年10月13日，Xilinx官方就已經(jīng)宣布了16nm的FPGA已經(jīng)進(jìn)入了量產(chǎn)階段，但是到現(xiàn)在為止，20nm和16nm工藝的FPGA還是只存在與“傳說(shuō)中”。

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2.Virtex、Kintex、Artix和Spartan

Virtex系列的器件不僅代表著Xilinx的最高水準(zhǔn)，往往也是整個(gè)FPGA業(yè)界最好的器件。這個(gè)系列的器件一般應(yīng)用于高速聯(lián)網(wǎng)（10G~100G）、便攜雷達(dá)和ASIC原型驗(yàn)證等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的特點(diǎn)是對(duì)資源數(shù)量和性能要求高，但是對(duì)功耗和成本不怎么敏感。

Kintex系列器件相對(duì)于Virtex系列器件在成本和功耗上做出了一定程度的讓步，在成本、性能和功耗之間達(dá)成了一個(gè)相對(duì)比較好的平衡，但是成本依舊比較高。Kintex器件一般應(yīng)用于3G/4G無(wú)線(xiàn)通信、顯示和Video IO Over等領(lǐng)域。

Artix系列器件在盡可能不降低性能和資源數(shù)量的情況下大幅降低了器件成本，國(guó)內(nèi)醫(yī)療設(shè)備和軍工行業(yè)用這個(gè)系列器件用的比較多。

Spartan系列器件的性能和資源數(shù)量都遠(yuǎn)不如前面三個(gè)系列，但是勝在價(jià)格便宜，所以這個(gè)系列的器件在消費(fèi)電子、汽車(chē)電子和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)比較廣泛。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對(duì)標(biāo)）高出不少，比如說(shuō)，Spartan6是支持DDR3的，但是在其之后很晚才面試的Cyclone10全系類(lèi)都不支持DDR3。

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3.Xilinx器件的訂貨編號(hào)（廠商編號(hào)）

FPGA器件表面有一行很長(zhǎng)的有字母和數(shù)字組成的字符串，這個(gè)是Xilinx的訂貨編號(hào)，我習(xí)慣稱(chēng)之為廠商編號(hào)。7系列各族FPGA的廠商編號(hào)具體含義如下圖所示：

從上圖中可以看出，除Spartan系列器件的廠商編號(hào)是由十個(gè)字段組成之外，其余三個(gè)系列的廠商編號(hào)都由9個(gè)字段組成。

四個(gè)系列器件的左數(shù)第一段編碼都是"XC"，這倆字符表示該器件是Xilinx生產(chǎn)的商業(yè)級(jí)器件，另外還有軍品級(jí)和宇航級(jí)，不過(guò)這倆等級(jí)國(guó)內(nèi)不太可能通過(guò)正規(guī)渠道購(gòu)買(mǎi)；

左數(shù)第二個(gè)字段代表該器件屬于Xilinx的第幾代器件，7系列的這個(gè)字段都是7；

左數(shù)第三個(gè)字段代表該器件屬于哪個(gè)族，S代表Spartan、A代表Artix、K代表Kintex、V代表Virtex；

左數(shù)第四個(gè)字段，實(shí)際器件上印的是一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字，這個(gè)數(shù)字乘以1000就是該器件大致的資源數(shù)量，只是大致，并不準(zhǔn)確；

左數(shù)第五個(gè)字段用于表示該器件的速度等級(jí)，-3最高，-1最低，帶L的表示該器件是低功耗器件（低功耗器件的供電電壓比普通器件更低）。這個(gè)參數(shù)是廠商對(duì)芯片測(cè)試篩選后印到芯片上的，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。該值越大，表示Block RAM和高速I(mǎi)O等資源的最大時(shí)鐘越高，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要慎重考慮該數(shù)值。

接下來(lái)，Spartan器件的第六道九四個(gè)字段和其余三個(gè)族的器件的第六到八個(gè)字段是該器件的封裝信息，這幾個(gè)字段里最后一個(gè)字段的數(shù)字代表該器件的引腳總數(shù)（跟用戶(hù)引腳數(shù)有區(qū)別），另外幾個(gè)兩三個(gè)字段的含義就不是很明白了。

最后一個(gè)字段表示該器件的溫度等級(jí)，國(guó)內(nèi)比較常見(jiàn)的是C和I；C代表商業(yè)級(jí)（Commercial）,可以在0℃到85℃下正常運(yùn)行；I代表工業(yè)級(jí)（Industrial），可以在-40℃到100℃下正常運(yùn)行。另外兩個(gè)等級(jí)，對(duì)我而言還是只存在于“傳說(shuō)中”。

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4. 7系列FPGA內(nèi)部資源概況

下圖是7系列FPGA各族資源的簡(jiǎn)單對(duì)比。

下面一系列圖片是各族FPGA資源概覽，其中的IO資源是按最大封裝標(biāo)出來(lái)的，各個(gè)器件實(shí)際IO資源后面會(huì)放。

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從上面的四張圖片中可以看出，Virtex7跟另外三個(gè)族都不在一個(gè)畫(huà)風(fēng)上，最小邏輯單元（Logic Cell）數(shù)是330K個(gè)，另外三個(gè)族最大邏輯單元數(shù)量分別是480K/200K/100K......

Kintex7看著老大默默安慰自己：好歹咱全型號(hào)都配備了GTX，沒(méi)事，沒(méi)事；Artix7哭暈在了廁所里，都是一個(gè)媽生的，差距怎么就那么大尼？Spartan7已經(jīng)陷入了絕望的深淵：馬丹，為啥不給我配PCIe和高速收發(fā)器，Spartan6還有個(gè)“T”呢，老紙的T呢？！T呢？！

值得一提的是，7系列FPGA上集成了一個(gè)ADC模塊，就是那個(gè)“XADC Blocks”，這玩意不僅可以從引腳采集電壓值，還能監(jiān)控自身的供電電源，雖說(shuō)這玩意在CPU和MCU上不是啥新鮮玩意，但是在FPGA上還是蠻新奇的，起碼對(duì)我而言是。

注意看Virtex7那張圖下面第1條和第6條Notes，Virtex7還細(xì)分了Virtex7T、Virtex7XT和Virtex7HT。

5. 7系列FPGA IO資源和高速收發(fā)器資源概況

下面一系列圖片是不同封裝FPGA的IO資源和高速收發(fā)器資源表：

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IO資源依舊是Virtex7碾壓另外三個(gè)族......

從上面的幾張圖中可以看到，7系列的FPGA IO資源有HR和HP兩種規(guī)格。HP支持1.2V~1.8V電壓，HR支持1.2~3.3V電壓。前者的最高傳輸速率要比或者高，但是明顯前者的使用范圍更窄，這個(gè)就需要根據(jù)需求自行判斷需要哪種了。

論質(zhì)量的話(huà)Kintex7其實(shí)要略勝一Virtex7籌，畢竟Kintex7全型號(hào)都支持GTX，同時(shí)全型號(hào)都有HR IO，大部分型號(hào)還兼?zhèn)銱P和HR兩種規(guī)格的IO。

7系列三種高速串行收發(fā)器的性能如下

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

具體到每個(gè)器件時(shí)，最高傳輸速率還收到前面提到過(guò)的速度等級(jí)的影響。另外，Xilinx有用來(lái)配置高速串行收發(fā)器的IP核，在這個(gè)IP核里可以設(shè)置具體的傳輸速率和編解碼等屬性。

6.關(guān)于價(jià)格，看看就好

最后放幾個(gè)淘寶上各族FPGA的報(bào)價(jià)感受一下為什么說(shuō)FPGA總體上不適合大規(guī)模消費(fèi)電子領(lǐng)域。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Xilinx 7系FPGA总览的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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