Xilinx公司的FPGA器件
發(fā)布時間:2011/10/9 10:24:57 訪問次數(shù):1960
Xilinx在1 985年首次推出了FPGA器件,Xilinx可編程邏輯器件主要包括高性能的Virtex系列FPGA、高性價比的Spartan系列FPGA和配置存儲器產(chǎn)品。除了常規(guī)溫度范圍器件外,Xilinx還提供了擴展工業(yè)級溫度范圍的汽車IC產(chǎn)品,以及軍品級和宇航級器件,并提供了相應的配置存儲器和開發(fā)軟件。 AT22V10-35PC
(1) Virtex系列FPGA
Xilinx以其Virtex-6、Virtex-5、Virtex-4、Virtex-II Pro、Virtex- II和Virtex-E系列FPGA產(chǎn)品引領(lǐng)現(xiàn)場可編程門陣列行業(yè),這些是Xilinx公司高端FPGA產(chǎn)品。
Virtex-II系列產(chǎn)品是Xilinx公司在Virtex-E系列產(chǎn)品后推出的新型高端FPGA,該系列元件采用業(yè)界第一套數(shù)位控制阻抗技術(shù)( DCI)解決關(guān)鍵性的設(shè)計問題,如高復雜度電路板布局、信號扭曲等。Virtex- II系列產(chǎn)品采用0.15pt,m和0.121im混合工藝設(shè)計,內(nèi)核電壓為1.5V,支持多種接口標準,內(nèi)部時鐘頻率可達420MHz。
Virtex- II系列產(chǎn)品主要由CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器等組成。其中,CLB模塊用于實現(xiàn)FPGA的大部分邏輯功能,IOB模塊用于提供封裝引腳與內(nèi)部邏輯之間的接口,BLOCK RAM用于實現(xiàn)FPGA內(nèi)部的隨機存取,DCM用于提供靈活的時鐘管理,乘法器用于提高FPGA的數(shù)字運算速度。
Virtex- II系列元件具備位元流加密功能,全面保障設(shè)計的安全性。此功能應用安全的三重數(shù)據(jù)加密標準( DES)算法將位元流編碼加密,加密算法所使用的密鑰是透過IEEE 1149.1(JTAG)介面來提供的,使用電池或其他恒定電源供應器將密鑰儲存于晶片中。加密之后的位元流可使用解密專用的密鑰庫( key bank)載入FPGA元件中。這項功能全面提升設(shè)計的安全性,避免設(shè)計遭人竊用,為IP供應商提供全新的商務模式。
Virtex- II系列產(chǎn)品與Xilinx公司以前推出的FPGA產(chǎn)品相比,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了較大的改進,這主要包括:
①Virtex- II內(nèi)部的CLB模塊含有4個Slice,從而提高了Virtex- II系列產(chǎn)品的邏輯容量和資源利用率。
②Virtex- II內(nèi)嵌專用乘法器電路,從而提高了Virtex-II系列產(chǎn)品進行數(shù)字信號處理的速度。
③Virtex- II內(nèi)嵌更大容量的BLOCK RAM,用于適應當前設(shè)計對大容量片內(nèi)存儲的要求。
④Virtex- II將DLL改為數(shù)字時鐘管理器(Digital Clock Manager,DCM),從而提供更靈活的時鐘解決方案。
⑤Virtex- II支持更多的I/O接口標準,主要包括LVTTL、LVCMOS( 3.3V、2.5V、1.8V、1.5V)、PCI (3V, 33MHz/66MHz)、PCI-X、GTL、GTLP、AGP、AGP-2X、HSTL(I、II、III、Ⅳ)、SSTL3、SSTL2、LVDS (3.3V、2.5V)、LVPEFCL、LVDSEXT (3.3V、2.5V)、BLVDS、ULVDS矛口LDT。
⑥Virtex- II采用數(shù)控阻抗匹配(Digitally Controlled Impedance,DCI)技術(shù),從而減小因阻抗匹配問題而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定性。
⑦Virtex- II內(nèi)部含有更加豐富的布線資源,從而保證FPGA邏輯資源的最大利用率。
⑧Virtex-11支持配置數(shù)據(jù)的三重加蜜,從而最大限度地保護設(shè)計者的知識產(chǎn)權(quán)。
Virtex- II Pro系列產(chǎn)品采用Xilinx公司成熟的Virtex-II架構(gòu),主要由PowerPC405處理器模塊、RocketIOTM多吉比特收發(fā)器、CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器組成,其中,CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用方法與Virtex- II系列產(chǎn)品完全一致。
2009年,Xilinx官方宣布推出新一代旗艦產(chǎn)品-Virtex⑧高性能現(xiàn)場可編程門陣列系列產(chǎn)品,支持高性能、計算密集電子系統(tǒng)開發(fā)人員在面對更短設(shè)計周期和更低開發(fā)成本壓力的情況下設(shè)計出“更綠色”的產(chǎn)品。新的Virtex-6 FPGA系列比上一代產(chǎn)品功耗降低多達50%,成本降低多達20%。該系列產(chǎn)品進行了最合適的組合優(yōu)化,包括靈活性、硬內(nèi)核IP、收發(fā)器功能以及開發(fā)工具支持,從而可以幫助客戶滿足市場需求,在追求更高帶寬的同時,適應不斷演化的標準以及苛刻的性能要求。有了新一代Virtex系列FPGA,更多的系統(tǒng)設(shè)計人員就可在無線/有線通信、廣播、航空航天以及國防等應用中充分利用可編程邏輯器件的優(yōu)點。
Xilinx Virtex-II、Virtex-II Pro烈及最新推出的Virtex-5、Virtex-6系列FPGA,采用一脈相承、逐漸演進的FPGA架構(gòu),可以在很多領(lǐng)域中用Virtex系列FPGA來代替ASIC(專用集成電路)和ASSP(應用專用標準產(chǎn)品),包括網(wǎng)絡、電信、存儲器、服務器、計算、無線、廣播、視頻、成像、醫(yī)療、工業(yè)和軍用。
(2) Spartan系歹0 FPGA
Spartan系列FPGA是Xilinx公司的低端產(chǎn)品,主要型號如表6.1所示。
Spartan和Spartan-XL器件的性能指標如表6.2所示。
Spartan- II E系列產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)如表6.3所示。
Spartan-II器件是以Virtex器件的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的第二代高容量的FPGA,集成度可以達到15萬門,系統(tǒng)速度可達200MHz,能達到ASIC的性價比。Spartan-II器件的工作電壓為2.5V,采用0.22ym/18pt,m CMOS工藝,6層金屬連線制造。
Xilinx在1 985年首次推出了FPGA器件,Xilinx可編程邏輯器件主要包括高性能的Virtex系列FPGA、高性價比的Spartan系列FPGA和配置存儲器產(chǎn)品。除了常規(guī)溫度范圍器件外,Xilinx還提供了擴展工業(yè)級溫度范圍的汽車IC產(chǎn)品,以及軍品級和宇航級器件,并提供了相應的配置存儲器和開發(fā)軟件。 AT22V10-35PC
(1) Virtex系列FPGA
Xilinx以其Virtex-6、Virtex-5、Virtex-4、Virtex-II Pro、Virtex- II和Virtex-E系列FPGA產(chǎn)品引領(lǐng)現(xiàn)場可編程門陣列行業(yè),這些是Xilinx公司高端FPGA產(chǎn)品。
Virtex-II系列產(chǎn)品是Xilinx公司在Virtex-E系列產(chǎn)品后推出的新型高端FPGA,該系列元件采用業(yè)界第一套數(shù)位控制阻抗技術(shù)( DCI)解決關(guān)鍵性的設(shè)計問題,如高復雜度電路板布局、信號扭曲等。Virtex- II系列產(chǎn)品采用0.15pt,m和0.121im混合工藝設(shè)計,內(nèi)核電壓為1.5V,支持多種接口標準,內(nèi)部時鐘頻率可達420MHz。
Virtex- II系列產(chǎn)品主要由CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器等組成。其中,CLB模塊用于實現(xiàn)FPGA的大部分邏輯功能,IOB模塊用于提供封裝引腳與內(nèi)部邏輯之間的接口,BLOCK RAM用于實現(xiàn)FPGA內(nèi)部的隨機存取,DCM用于提供靈活的時鐘管理,乘法器用于提高FPGA的數(shù)字運算速度。
Virtex- II系列元件具備位元流加密功能,全面保障設(shè)計的安全性。此功能應用安全的三重數(shù)據(jù)加密標準( DES)算法將位元流編碼加密,加密算法所使用的密鑰是透過IEEE 1149.1(JTAG)介面來提供的,使用電池或其他恒定電源供應器將密鑰儲存于晶片中。加密之后的位元流可使用解密專用的密鑰庫( key bank)載入FPGA元件中。這項功能全面提升設(shè)計的安全性,避免設(shè)計遭人竊用,為IP供應商提供全新的商務模式。
Virtex- II系列產(chǎn)品與Xilinx公司以前推出的FPGA產(chǎn)品相比,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了較大的改進,這主要包括:
①Virtex- II內(nèi)部的CLB模塊含有4個Slice,從而提高了Virtex- II系列產(chǎn)品的邏輯容量和資源利用率。
②Virtex- II內(nèi)嵌專用乘法器電路,從而提高了Virtex-II系列產(chǎn)品進行數(shù)字信號處理的速度。
③Virtex- II內(nèi)嵌更大容量的BLOCK RAM,用于適應當前設(shè)計對大容量片內(nèi)存儲的要求。
④Virtex- II將DLL改為數(shù)字時鐘管理器(Digital Clock Manager,DCM),從而提供更靈活的時鐘解決方案。
⑤Virtex- II支持更多的I/O接口標準,主要包括LVTTL、LVCMOS( 3.3V、2.5V、1.8V、1.5V)、PCI (3V, 33MHz/66MHz)、PCI-X、GTL、GTLP、AGP、AGP-2X、HSTL(I、II、III、Ⅳ)、SSTL3、SSTL2、LVDS (3.3V、2.5V)、LVPEFCL、LVDSEXT (3.3V、2.5V)、BLVDS、ULVDS矛口LDT。
⑥Virtex- II采用數(shù)控阻抗匹配(Digitally Controlled Impedance,DCI)技術(shù),從而減小因阻抗匹配問題而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定性。
⑦Virtex- II內(nèi)部含有更加豐富的布線資源,從而保證FPGA邏輯資源的最大利用率。
⑧Virtex-11支持配置數(shù)據(jù)的三重加蜜,從而最大限度地保護設(shè)計者的知識產(chǎn)權(quán)。
Virtex- II Pro系列產(chǎn)品采用Xilinx公司成熟的Virtex-II架構(gòu),主要由PowerPC405處理器模塊、RocketIOTM多吉比特收發(fā)器、CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器組成,其中,CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及使用方法與Virtex- II系列產(chǎn)品完全一致。
2009年,Xilinx官方宣布推出新一代旗艦產(chǎn)品-Virtex⑧高性能現(xiàn)場可編程門陣列系列產(chǎn)品,支持高性能、計算密集電子系統(tǒng)開發(fā)人員在面對更短設(shè)計周期和更低開發(fā)成本壓力的情況下設(shè)計出“更綠色”的產(chǎn)品。新的Virtex-6 FPGA系列比上一代產(chǎn)品功耗降低多達50%,成本降低多達20%。該系列產(chǎn)品進行了最合適的組合優(yōu)化,包括靈活性、硬內(nèi)核IP、收發(fā)器功能以及開發(fā)工具支持,從而可以幫助客戶滿足市場需求,在追求更高帶寬的同時,適應不斷演化的標準以及苛刻的性能要求。有了新一代Virtex系列FPGA,更多的系統(tǒng)設(shè)計人員就可在無線/有線通信、廣播、航空航天以及國防等應用中充分利用可編程邏輯器件的優(yōu)點。
Xilinx Virtex-II、Virtex-II Pro烈及最新推出的Virtex-5、Virtex-6系列FPGA,采用一脈相承、逐漸演進的FPGA架構(gòu),可以在很多領(lǐng)域中用Virtex系列FPGA來代替ASIC(專用集成電路)和ASSP(應用專用標準產(chǎn)品),包括網(wǎng)絡、電信、存儲器、服務器、計算、無線、廣播、視頻、成像、醫(yī)療、工業(yè)和軍用。
(2) Spartan系歹0 FPGA
Spartan系列FPGA是Xilinx公司的低端產(chǎn)品,主要型號如表6.1所示。
Spartan和Spartan-XL器件的性能指標如表6.2所示。
Spartan- II E系列產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)如表6.3所示。
Spartan-II器件是以Virtex器件的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的第二代高容量的FPGA,集成度可以達到15萬門,系統(tǒng)速度可達200MHz,能達到ASIC的性價比。Spartan-II器件的工作電壓為2.5V,采用0.22ym/18pt,m CMOS工藝,6層金屬連線制造。
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