Xilinx 7系列FPGA打造完整可编程产品组合

Xilinx 7系列FPGA打造完整可编程产品组合


在赛灵思公司看来，当今的全球经济形势为可编程芯片发展提供了天时地利的条件。面对市场需求的变幻无常、工程预算的缩减以及对产品成本、功耗、性能等日益严苛的要求，可编程技术的市场前景一片光明。但要想在这一市场争取更大的市场份额，往往意味着竞争者要跑步前进。如今在FPGA领域，28nm开始成为厂商们的竞争高地。
赛灵思公司此次推出的全新7系列FPGA产品就采用28 nm工艺技术，包括Artix-7、Kintex-7和Virtex-7三个FPGA产品系列，覆盖不同的应用领域，形成了完整的可编程产品组合。公司宣称新产品为业界首款采用唯一统一架构、将整体功耗降低一半且具有业界最高容量（多达200万个逻辑单元）的FPGA系列产品，能满足从低成本到超高端系列产品的扩展需求。

赛灵思采用了专为实现低静态功耗而优化HKMG（高介电层/金属闸）工艺，与其代工厂伙伴合作，协助定义新工艺以达到FPGA性能的要求。同时，还采用创新型架构增强技术，以降低逻辑和I/O的静态功耗。此外，赛灵思还随ISE 12设计套件推出了智能时钟门技术，从而使得最新FPGA系列相对于Virtex-6和 Spartan-6 FPGA而言能将总功耗降低一半，静态功耗锐减65%。

新型FPGA系列产品使开发人员能在多种系统（包括功耗不到2W的便携式超声波设备、供电电压为12V的车载信息娱乐系统，以及低成本LTE带和毫微微蜂窝基站等）中实施可编程解决方案，而此前只有ASSP和ASIC才能做到这一点。

多种FPGA系列采用统一架构

赛灵思在其Virtex-6 ASMBL架构的基础上，推出了三款全新统一28nm FPGA系列产品。所有这些新系列产品均采用相同的架构构建块（逻辑结构、Block RAM、时钟技术、DSP切片、SelectIO技术），以不同比例组合，并针对不同应用进行了优化，能满足从最低到最高器件密度和功能需求。

相对于前代FPGA系列产品而言，Artix-7 FPGA的功耗比Spartan-6 FPGA减少了一半，成本降低了35%，占位面积缩减了一半；而Kintex-7 FPGA以Virtex-6 FPGA一半的成本和功耗提供了与其相当的性能。此外，Virtex-7 FPGA的密度达到200万个逻辑单元，在降低一半功耗的情况下实现了系统性能翻番。赛灵思制定了EasyPath成本降低计划，可确保Virtex-7 FPGA用户在无需增量转换或工程投资的情况下还能将成本再降低35%。开发人员可使用从低成本到超高端的多个统一FPGA产品系列，轻松满足应用扩展需求，让28nm产品系列支持各种系统性能、容量和成本要求，同时不超过系统功耗预算。

Artix-7 FPGA系列

赛灵思宣称Artix-7系列是业界最低功耗、最低成本的FPGA，采用小型化封装以及Virtex架构增强技术，能满足小型化大批量产品市场需求，这也正是此前ASSP、ASIC和低成本FPGA所针对的市场领域。Artix-7器件的密度从2万到35.5万个逻辑单元不等，比 Spartan-6 FPGA速度快30%，功耗降低一半，且价格也降低35%。设计人员从Spartan-6 FPGA移植到Artix-7器件，可将静态功耗降低85%，动态功耗则降低35%。其主要特性包括支持高达3.75Gbps线速的GPT串行收发器，支持3.3V、连接到传统组件的I/O，以及最低功耗的线焊封装，此外也可选尺寸最小的芯片级封装和1.0mm焊球间距的低成本PCB制造封装。

Artix-7 FPGA既能满足电池供电的便携式超声波设备的低功耗高性能需求（功耗不到2W），又能满足高端商用数码相机镜头控制和供电电压为12V的新一代车载信息娱乐系统的小型、低功耗要求，还能满足军用航空电子和通信设备严格的SWAP-C要求。

Kintex-7 FPGA系列

Kintex-7系列是新产品，能以不到一半的价格获得Virtex-6 FPGA的性能，而且功耗减少一半，为高端功能提供了平衡优化的配置。这种高度优化的产品旨在用于低成本信号处理，提供DSP切片、内部存储器和 10.3Gbps的GTX串行收发器，且价格低廉，适用于中等密度的应用需求。Kintex-7 FPGA的逻辑密度从3万到40万逻辑单元不等，性能比Artix-7 FPGA高40%，与Virtex-6 FPGA相当，速度比Spartan-6 FPGA提高70%。

Kintex-7 FPGA 提供了低功耗高性能的信号处理能力，适用于长期演进(LTE)无线电和基带子系统的实现。第五代部分重配置技术进一步降低了功耗和成本，能广泛部署于毫微微基站、超微基站和主流基站中。

此外，Kintex-7 FPGA不仅能帮助开发人员满足消费电子市场中高清3D平板显示器的成本和功耗要求，而且还可以提供支持新一代广播视频点播系统的IP视频桥接器所需的高带宽和性价比，以及军用航空和便携式超声波设备所需的高性能图形处理能力，可以支持多达128个高分辨率通道。

Virtex-7 FPGA系列

高端Virtex-7系列与Virtex-6器件相比，系统性能提高一倍，功耗降低一半，信号处理能力提升1.8倍，I/O带宽提升 1.6倍，存储器带宽提升2倍；存储器接口性能达2133Mbps，号称是业界密度最高的FPGA（多达200万个逻辑单元）。所有Virtex-7 FPGA均采用EasyPath-7器件，无需任何设计转换就能确保将成本降低35%。Virtex-7器件支持400G桥接和交换结构有线通信系统，这是全球有线基础设施的核心，也支持高级雷达系统和高性能计算机系统，能够满足单芯片TeraMACC信号处理能力的要求以及新一代测试测量设备的逻辑密度、性能和I/O带宽要求。Virtex-7系列将推出“XT”扩展功能器件，包括多达80个收发器，支持13.1Gbps的专用线路速率，而且器件的串行带宽达1.9Tbps。此外，上述器件还提供多达1200个Select I/O引脚，支持72位DDR3存储器接口并行bank，能实现2133Mbps的性能。未来的产品还将支持28Gbps的收发器。Virtex-7 FPGA旨在满足高性能无线、有线和广播基础设施子系统的需求。