赛灵思全新7 系列产品刷新FPGA 技术 - Xilinx

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通过将容量翻番,并在功耗下降 50% 的情况下大幅提升系统性能,
Virtex-7 系列把业界最成功的 FPGA 架构推到了一个新的高度。
助赛灵思赢得更大的 ASIC 和 ASSP 市
场份额,深入地打入从低功耗医疗设备
到最高性能的有线和无线网络设备更为
广阔的垂直市场。
Dorsey 表示,作为入门级产品,“新
Artix-7 系列具有最低的绝对功耗和成
本,并采用小尺寸封装”,密度为 20,000
到 355,000 逻辑单元。该器件的价格比
Spartan-6 FPGA 低 35%,速度快 30%,
功耗低 50%。从 Spartan-6FPGA 转移到
Artix-7 器件,设计人员可以实现将静态功
耗降低 85% 并将动态功耗降低 35%。
GTP 串行收发器支持的线速高达
3.75Gbits/ 秒。其他的主要特性还包括
用于与陈旧组件连接的 3.3V I/O 和为实
现最低成本而采用的线键合封装。对于
小尺寸外形,可采用芯片尺寸封装。为
便于低成本 PCB 制造,可选用 1.0 毫米
球间距的封装。
D o r s e y 表 示 ,新 系 列 的 基 础 是
Virtex 架构,它包含了许多仅 Virtex 系
列拥有,而未在 Spartan 产品线中提供
的先进特性。例如,Artix-7 内含增强型
系统监测模拟功能(即现在所称的 XADC
模拟功能),以便用户监测系统中的功
能、温度、触摸传感器、动作控制和其他
现实世界中的模拟工作。集成的 XADC
技术可以实现全新一类混合信号应用。
另外,有了这些优化的规格以后,
Artix-7FPGA 能够更好地满足超声波设
备等应用的低功耗要求。这些器件还能
够满足高端商用数字像机的镜头控制模
块以及 12V 供电驱动的新一代汽车信
息娱乐系统对小尺寸、低功耗的要求。
Artix-7 器件能够满足军用航电和通信应
用最为严格的 SWAP-C(尺寸、重量、功
8 赛灵思中国通讯 37 期
耗和成本)要求。
Kintex-7 FPGA 系列
Dorsey 表示,借助新的中端系列
Kintex-7,赛灵思现在能够为市场提供性
价比最高的 FPGA 产品。Dorsey 认为:
“有了 Kintex-7 系列,我们的器件的价格
和功耗将是 Virtex-6 FPGA 的一半,但性
能和功能等同。”
他表示,Kintex-7 器件特别受要求
成本效益的信号处理应用的欢迎。这是
因为该器件系列提供了丰富的 DSP 片
(从 120 个到 1,540 个),高达 5,663kbit
的 分 布 式 R A M 和 2 8 , 6 3 0 k b i t 的 内
部 块 静 态 R A M ,以 及 4 个 到 1 6 个
10.3-Gbps GTX 串行收发器。Dorsey 表
示,对需要低成本替代产品的 Virtex 用
户和传统上使用 Spartan FPGA、但需
要扩展提升系统性能水平的客户而言,
Kintex-7 具有同等的吸引力。实际上,
由于具有 3 万到 40 万个门的逻辑密度,
Kintex-7 器件的性能比 Artix-7 FPGA
高 40%,性能与 Virtex-6 相当,而且比
Spartan-6 快得多。
Dorsey 表示 Kintex-7 器件是实施
长期演进(LTE)无线射频和基带子系
统的理想选择。配合赛灵思近期发布的
第四代部分再配置技术,7 系列的用户
可以进一步降低功耗和成本,实现毫微
微基站、微型基站和一般基站的广泛部
署。这些器件的串行连接性能、存储性
能和逻辑性能非常适合于大规模有线通
信,比如把高速网络带到小区和每家每
户的 10G 无源光网络(PON)光线路终
端(OLT)线卡。
此外,Kintex-7 FPGA 还适用于消
费电子市场上的高清 3D 平板显示器、用
于新一代广播视频点播系统的互联网视
频协议桥、军用航电需要的高性能图像
处理系统和支持多达 128 个高分辨率信
道的超声设备。
Virtex-7 FPGA 系列
对高端 Virtex-7 FPGA 而言,它把
业界最成功的 FPGA 架构带到了新的高
度。与上一代的 Virtex-6 FPGA 相比,在
容量翻番的同时,实现了 30% 的系统性
能提升和 50% 的功耗下降。
Dorsey 表示 Virtex-7 非常适用于要
求最高性能、最大容量和最大带宽的通
信系统。在推出 Virtex-7T 和 Virtex-7XT
变体后,该 FPGA 产品线在嵌入式串行
收发器、DSP 片、存储块和高速 I/O 的
数量和性能方面,把 FPGA 技术推到了
一个新的高度,堪称一款设立业界基准
的超高端器件。
V i r t e x - 7 器 件 有 多 达 1 , 2 0 0 个
SelectIOTM 引脚,提供多达 36 个 GTX
10.3Gbps 串行收发器、多达 200 万逻辑
单元的超高端逻辑容量和业界最大的并
行 I/O 带宽。该 I/O 配置能够实现市场
上已有的最大数量 72 位 DDR3 存储并
行组,支持 2,133Mbps。
同时,新 Virtex-7XT 器件还在单个
FPGA 中提供了最大的串行带宽,可提
供多达 72 个以 13.1Gbps 运行的 GTH
收发器或者 80 个 GTH 和 GTX 收发器
(24 个运行在 13.1Gbps,56 个运行在
10.3Gbps)。此外,该器件具有更高的
DSP 与逻辑比,可以实现更大的吞吐能
力,在 600MHz 时有多达 3,960 个 DSP
片,提供 4.7TMAC。另外,7XTFPGA
具有最高达 65Mbit 的更高片上 BRAM
与 逻 辑 比 ,可 用 于 低 延 迟 数 据 缓 存 。