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Spartan-6 系列宣传册 - Xilinx

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FPGA 系列<br />

可编程技术势在必行<br />

• 在当今价格敏感的市场形势下,系统设<br />

计人员同时面临着来自经济、金融和市<br />

场的压力<br />

• 市场窗口越来越小,设计复杂度越来越<br />

高,而产品生命周期越来越短<br />

• 开发人员需要“事半功倍”,同时仍要<br />

挑战创新的极限来保持竞争力<br />

目标设计平台<br />

• 来自 赛灵思 及其第三方网络的目标设<br />

计平台,可以为系统设计人员提供更简<br />

单、灵活的方法,创建基于 FPGA 的<br />

片上系统解决方案<br />

• 通过目标设计平台,软件和硬件设计人<br />

员可以利用各种开放的标准、常用设计<br />

方法、开发工具和运行时间平台<br />

• 工程师可以少花点时间在应用基础设施<br />

上面,而把更多的时间花在能为电子系<br />

统提供独特的差异化价值的设计上面<br />

均衡成本、空间、功耗和性能<br />

低成本、低功耗和高性能的汇聚点<br />

如果有低成本和低功耗的设计要求,那么<strong>Spartan</strong> ® -6 系列是您的不二选择。 <strong>Xilinx</strong><br />

目标设计平台的芯片基础融合了行业领先的工艺、可编程的逻辑技术和收发器功能<br />

以及用于高级存储支持的控制器,从而可以为成本敏感应用提供高性能的 FPGA。<br />

高级功耗管理技术的创新,结合以更低的 1.0V 电源操作的核心选项,让新的<br />

<strong>Spartan</strong>-6 FPGA 系列比前几代 <strong>Spartan</strong> 系列的功耗降低了 65%。<br />

创新不已,永据前沿<br />

运用第六代 <strong>Spartan</strong> FPGA 系列产品,系统开发人员可以在将系统成本减半,开发<br />

出功耗更低的“更环保”的产品的同时,达到新功能要求。 <strong>Spartan</strong>-6 FPGA 支持<br />

汽车信息娱乐、平板显示器、多功能打印机、机顶盒、家庭网络、视频监控等应<br />

用,它能对低风险、低成本、高性能进行最优平衡。<br />

行业领先的成熟架构<br />

SPArTAn-6 FPGA<br />

目标设计平台的低成本可编程芯片基础<br />

<strong>Spartan</strong>-6 FPGA 系列双寄存器、六输入的高效 LUT 逻辑结构采用了行业领先的<br />

Virtex ® 架构,可以跨平台兼容和提高系统性能。 由于增加了 Virtex 系列的系统级<br />

模块,其中包括 DSP slice、高速收发器以及 PCI Express ® 端点模块,因此实现了<br />

比以往更大的系统级集成。


系列概述<br />

<strong>Spartan</strong>-6 FPGA 系列<br />

<strong>Spartan</strong> ® -6 FPGA 系列由两个领域优化的子系列组成,该系列所提供的功能组合,可以达到价格敏感的大批量应用的严<br />

苛要求:<br />

<strong>Spartan</strong>-6 LX FPGAs 针对需要绝对最<br />

低成本的应用而优化。 该平台器件支<br />

持高达 147K 逻辑密度、4.8Mb存储<br />

器、集成存储控制器、DSP slice 以及<br />

易用的高性能硬 IP,同时采用了创新的<br />

基于开放标准的配置。<br />

重要功能概述<br />

易用性更加出色<br />

• 用内置模块的集成向导、Virtex 系列的<br />

高效逻辑架构、开发套件以及 IP 和参<br />

考设计加快设计<br />

• 用板、低成本的第三方 Flash 支持、简<br />

化的两引脚自动检测配置简化配置<br />

性能再创新高<br />

• 提供大量的逻辑资源,逻辑容量高达<br />

147K 逻辑单元,实现系统更高性能<br />

• 使用高效的第二代 DSP48A1,针对视<br />

频、无线和众多其它应用构建高性能的<br />

数字信号处理系统<br />

• 使用多电压、多标准的高性能<br />

SelectIO bank 和 3.3V 电源、<br />

集成式存储控制器模块以及启用了<br />

DisplayPort 的 3.125Gb/s GTP 收发<br />

器,简化高带宽接口<br />

• 利用集成式存储控制器模块可以流畅<br />

<strong>Spartan</strong>-6 LXT FPGAs 扩展了 LX 系<br />

列,可提供多达八个 3.125Gbps GTP<br />

收发器和一个集成的 PCI Express 模<br />

块,它们都采用了成熟的 Virtex ®<br />

FPGA 系列技术,可以为串行连接提供<br />

业界风险最低、成本最低的解决方案。<br />

地访问存储在外部 DDr3 存储器中的视<br />

频和数据,同时可以将 Block rAM 加<br />

倍,提供更广的粒度范围(1x18Kb 或<br />

2x9Kb)<br />

• 使用增强的 MicroBlaze 软处理器加快<br />

嵌入式处理<br />

连接能力更快、更全面<br />

• 支持主要的单双差分 I/O 标准,扩大了<br />

连接范围<br />

• 使用 1Gbps 差分 I/O、多个 3.125Gbps<br />

集成串行收发器和 12.8Gbps 内存带宽访<br />

问,加快连接速度<br />

• 使用集成的 SDrAM 存储控制器和 PCI<br />

Express ® 接口,降低连接成本<br />

了解这一新系列较之上一代 <strong>Spartan</strong><br />

FPGA,如何能以较低的功耗和系统成<br />

本提供更高的性能。<br />

性能加倍,功耗减半<br />

• 逻辑单元的 Block rAM 达到 2 倍、<br />

Block rAM 端口达到 2 倍,逻辑容量<br />

达到 2 倍、DSP48A1 slice 提高 50% 以<br />

上、六输入 LUT、双触发器、低噪声和<br />

灵活的时钟,所有这些综合到一起,拓宽<br />

了处理范围、加快了处理速度<br />

• 使用系统级功耗管理功能,与上一代相<br />

比,动态功耗降低 50%,静态功耗降低<br />

40%<br />

• 针对低成本、成本优化的焊线封装进行<br />

45 nm 工艺技术优化,再加上新的硬 IP<br />

模块的尺寸减小,因此可以降低系统成本


功能概述<br />

45 nm 低功耗工艺技术<br />

进行了成本、功耗和性能优化,能最有效地利用<br />

低功耗铜工艺技术<br />

设计成本低<br />

基于成本优化型 Virtex ® 系列的架构<br />

1050 MHz 时钟技术<br />

增强性能的时钟管理块 (CMT)<br />

存储块功能增至 4.8Mb<br />

具有大范围粒度的Block rAM<br />

集成式内存控制器<br />

只有低成本的 FPGA 有集成式存储控制器模块<br />

SelectIO 接口技术<br />

多电压、多标准 SelectIO 模块组<br />

多达 180 个高效的 DSP48A1 slice<br />

实现高性能算术和信号处理<br />

增强配置和比特流保护功能<br />

降低系统成本、提高可靠性、保证设计的安全<br />

<strong>Spartan</strong>-6 LXT 中的 GTP 收发器:<br />

100Mbps 至 3.125Gbps<br />

以最低的功耗实现串行协议<br />

<strong>Spartan</strong>-6 LXT FPGA 中的 PCI Express 模块<br />

用于 PCI Express 设计的集成式模块<br />

优化型省电模式<br />

休眠断电-模式实现零功耗<br />

嵌入式处理<br />

通过增强型、低成本 MicroBlaze 软处理器实<br />

现更快的嵌入式处理<br />

• 高效 6 输入 LUT 大幅提高性能并最小化功耗<br />

• LUT 的设计中结合了适合流水线应用的双触发器<br />

• 灵活的 LUT,可配置成逻辑单元、分布式 rAM 或移位寄存器<br />

• 为系统级集成提供了从 3800 个到 147000 个不等的逻辑单元<br />

• 多个高效集成模块<br />

• I/O 标准的最优化选择<br />

• 交错的 I/O 管脚阵列<br />

• 大批量塑料引线键合封装<br />

• 低成本的第三方配置<br />

• 灵活的时钟,低噪声<br />

• 数字时钟管理器 (DCM) 消除时钟歪斜和占空比失真<br />

• 锁相回路 (PLL) 实现低抖动钟控-<br />

• 频率合成同时具有倍频、分频和移相功能<br />

• 16 个低歪斜全局时钟网络<br />

• 高效的 Block rAM<br />

• 带有字节写入启用功能的快速Block rAM<br />

• 一个 18Kb Block rAM 可以分成两个独立的 9Kb Block rAM<br />

• 支持 DDr、DDr2、DDr3、LPDDr<br />

• 数据传输率高达 800Mbps(12.8Gbps 峰值带宽)<br />

• 具有独立 FIFO 的多端口总线结构, 可减少设计时序问题<br />

• 简化存储器接口和板的布局<br />

• 可以预测存储器接口设计的时间<br />

• 提供引导整个流程的软件向导<br />

• 每个差分 I/O 具有最高 1050 Mb/s 数据传输速率<br />

• 可选输出驱动,最高每针脚 24mA<br />

• 3.3V 到 1.2V I/O 标准和协议<br />

• 低成本 HSTL 和 SSTL 内存接口<br />

• 符合热插拔标准<br />

• 可调整 I/O 转换速率,改进信号完整性<br />

• 各个 Slice 均包含 1 个快速 18 x 18 乘法器和 1 个工作速度为 250 MHz 的 48 位累加器<br />

• 流水线和级联性能<br />

• 预加法器有助于实现对称滤波器应用<br />

• 简化配置,支持低成本标准<br />

• 广泛的第三方 SPI(最高 4 倍)和 nOr Flash 支持<br />

• 功能丰富的 <strong>Xilinx</strong> Platform Flash with JTAG<br />

• 多重引导支持,可通过多个位流进行远程升级,可使用看门狗保护<br />

• 独特的Device DnA 标识实现设计鉴定<br />

• 较大器件中进行 AES 比特流加密<br />

• 高达 3.125Gbps 的性能<br />

® • 高速接口: 串行 ATA、Aurora、1G Ethernet、PCI Express 、OBSAI、CPrI、EPOn、GPOn、<br />

DisplayPort 和 XAUI<br />

• 低功耗: 速度为 3.125Gbps 时的功耗不到 150 mW(典型值)<br />

• 结合 GTP 收发器可以提供 PCIe 端点功能<br />

• 内置硬 IP 可释放用户的逻辑资源并减少功耗<br />

• Gen 1 兼容性经 PCI SIG 验证(位于集成器列表)<br />

• 挂起模式保持具有多引脚唤醒功能且控制增强功能的{1}状态和配置<br />

• 软件功耗优化选项<br />

• 新型 MicroBlaze 7.0 增加了 MMU 和 FPU,实现更多功能<br />

• 六输入 LUT 架构提高了比较器和乘法器的性能、效率<br />

• 嵌入式寄存器采用 2X 触发器<br />

• 硬 DrAM 存储控制器达到 12.8Gbps 存储器带宽<br />

SPArTAn-6 FPGA


正在设计中的 FPGAS<br />

目标设计平台如何加快创新<br />

公司总部<br />

<strong>Xilinx</strong>, Inc.<br />

2100 Logic Drive<br />

San Jose, CA 95124<br />

USA<br />

电话£º 408-559-7778<br />

www.xilinx.com<br />

欧洲<br />

<strong>Xilinx</strong> Europe<br />

One Logic Drive<br />

Citywest Business Campus<br />

Saggart, County Dublin<br />

Ireland<br />

电话£º +353-1-464-0311<br />

www.xilinx.com<br />

日本<br />

<strong>Xilinx</strong> K.K.<br />

Art Village Osaki Central Tower 4F<br />

1-2-2 Osaki, Shinagawa-ku<br />

Tokyo 141-0032 Japan<br />

电话£º +81-3-6744-7777<br />

japan.xilinx.com<br />

亚太区总部<br />

SPArTAn-6 FPGA<br />

汽车信息娱乐 加强用户体验<br />

<strong>Spartan</strong> ® -6 FPGA 能够快速而灵活地对不断变化的用户要<br />

求作出回应。<br />

车载信息娱乐系统<br />

单个 <strong>Spartan</strong>-6 LX45T FPGA 可以充当主处理器的伴侣,并且支持音频/视频加速、图形子系统<br />

和车载网络功能。<br />

<strong>Xilinx</strong>, Asia Pacific<br />

5 Changi Business Park<br />

Singapore 486040<br />

电话£º +65-6407-3000<br />

www.xilinx.com<br />

© Copyright 2009 <strong>Xilinx</strong>, Inc. XILINX, the <strong>Xilinx</strong> logo, Virtex, <strong>Spartan</strong>, ISE and other designated brands included herein are<br />

trademarks of <strong>Xilinx</strong> in the United States and other countries. All other trademarks are the property of their respective owners.<br />

Printed in the U.S.A. PN ####<br />

• 利用定制图形加速器和灵活的并行与串行接口功能来提升<br />

视频性能<br />

• 简化到主处理器的接口,并利用集成式PCI Express ® 技术<br />

来削减元件数量<br />

• 利用面向图形处理、视频转换、高速接口和车载网络的 IP<br />

产品来加快设计<br />

平板显示器 提高图像质量<br />

<strong>Spartan</strong>-6 FPGA 为 ASIC 提供了低成本替代产品,使得<br />

DTV 制造商能够在不断缩短的产品生产周期内, 迅速开<br />

发和推出可以提供出色观赏体验的显示器。<br />

具有动态背光控制功能的高分辨率视频平板显示器<br />

利用具有集成串行 I/O 功能的 <strong>Spartan</strong>-6 FPGA,可以在降低功耗和成本的同时,实现更高的<br />

图像质量。<br />

• 利用低抖动扩频时钟技术来轻松实现高性能和 EMI 目标<br />

• 利用大容量、低功耗 FPGA 来降低功耗、简化散热管理、<br />

提高可靠性和削减成本<br />

• 利用动态 γ 校正、运动自适应暂时噪声抑制和动态范围压<br />

缩等丰富的图象增强 IP 库来提高图像质量<br />

• 利用灵活的 SelectIO 技术、集成式存储控制器模块和利<br />

用显示器端口实现的 3.125Gpbs GTP 收发器来简化高带<br />

宽接口<br />

视频监视 通过实时图像解析来提高安全性<br />

<strong>Spartan</strong>-6 FPGA 提供了理想的性能和灵活性组合,从而<br />

满足了视频监视系统对高分辨、视频分析和通道数量增加<br />

的需求。<br />

监视图像采集和分析引擎<br />

在单个 <strong>Spartan</strong>-6 LX150T FPGA 内整合了传感器接口、视频分析、图像增强和网络接口。<br />

• 构建灵活的前端图像处理来支持更高的视频分辨率<br />

• 利用基于 DSP48A1 slice 的高度并行设计,处理全帧速率、<br />

原始分辨率图像数据<br />

• 利用经济的定制协处理器来实现基于边缘的视频分析

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