Xilinx 7系列 FPGA選型


Xilinx-7 Series FPGA---->Spartan-7---->通用邏輯

                                                       ---->廉價/低功耗

                                                       ---->高I/O口性能

                                                       ---->小封裝

                                ---->Artix-7---->增加了PCIE接口

                                                 ---->增加了吉比特收發器接口

                                                 ---->邏輯密度更大

                                ---->Kintex-7---->PCIE接口

                                                    ---->DSP Slices升級為DSP48 Slices

                                                    ---->GTP升級為GTX,速率更快

                                                    ---->邏輯密度更大

                                ---->Virtex-7---->增強PCIE功能

                                                   ---->增強GTP功能

                                                   ---->邏輯密度更大

DSP數量對比:

BRAM數量對比:

高速串行收發器對比:

高速串行收發器總帶寬對比:

I/O數量與帶寬對比:

Xilinx 7-Series特點---->28nm工藝

                             ---->I/O帶寬:2.9Tb/s

                             ---->Logic Cell容量:2,000,000

                             ---->DSP運算速度:5.3TMAC/s

                             ---->功耗低

                             ---->真正的6輸入LUT,可用於分布式存儲

                             ---->36Kb雙端口BRAM,內嵌FIFO邏輯以及片上數據緩沖

                             ---->SelectI/O工藝,支持DDR3接口,速率可達每秒1866Mb

                             ---->高速串行連接,速率從6.6Gb/s到28.05Gb/s,支持低功耗模式,優化芯片到芯片接口

                             ---->用戶可配置模擬接口,雙12位1 MSPS(Million Samples per Second),片上溫度/供電傳感器

                             ---->DSP slices---->25×18乘法器

                                                     ---->48bit累加器

                                                     ---->高性能濾波器

                                                     ---->優化的均衡系數濾波器

                             ---->CMT---->PLL

                                           ---->MMCM(混合模式時鍾管理)

                             ---->MicroBlaze CPU---->整數計算能力260 DMIPs~441 DMIPs

                                                             ---->集成PCIe,x4 Gen2~x8 Gen3,適用於PCIe端點/根端口設計

                                                             ---->存儲器256位AES加密,HMAC/SHA-256驗證,內嵌SEU檢測與錯誤校驗

                             ---->環保高性能

                             ---->1.0V/0.9V內核電壓

下面這張表更直觀的表明了幾類的區別:

一些概念:

---->SSI工藝---->使用了多超級邏輯域SLR---->超級高帶寬連接性

                                                                 ---->低延遲

                                                                 ---->低功耗

                                                                 ---->兩種---->邏輯加強型---->Virtex-7T

                                                                               ---->DSP/BRAM/收發器密集型---->Virtex-7XT/HT

                                                                 ---->高容量/高性能/短周期/低風險

                                                                 ---->超級長布線資源/超級高性能時鍾線  

---->CLBs---->真正6輸入LUT---->可配制成一個6輸入單輸出LUT/64位ROM

                                            ---->2個5輸入LUTs/32位ROMs---->各自有一個輸出

                                                                                            ---->共同的地址和邏輯輸入

                                                                                            ---->每個LUT輸出可選的連接到觸發器

                                                                                            ---->4 LUTs+8 觸發器+多路選擇器+算術進位邏輯---->Slice

                                                                                            ---->2 Slices---->CLB

                                                                                            ---->8個觸發器中的4個(每個Slice,每個LUT中的一個)---->鎖存器latch  

               ---->LUT可用作存儲器---->所有slice的25%~50%使用它們的LUTs作為64位分布式RAM

               ---->LUT可用作寄存器和移位寄存器---->所有slice的25%~50%使用它們的LUTs作為32位移位寄存器SRL32或2個SRL16

---->時鍾管理---->高速緩沖和布線

                     ---->低抖動

                     ---->頻率合成和相移

                     ---->低抖動時鍾生成器

                     ---->濾波

                     ---->高達24個時鍾管理通道CMTs---->MMCM---->分數計數器

                                                                                          ---->固定或動態相移  

                                                                        ---->PLL

                                                                        ---->頻率合成器

                                                                        ---->時鍾抖動濾波

                                                                        ---->中央有一個VCO---->頻率大小和PFD傳給VCO的電壓有關

                                                                        ---->3個可編程頻率分頻器---->D---->輸入預分頻

                                                                                                                ---->M---->反饋分頻

                                                                                                                ---->O---->輸出分頻

                                                                        ---->3個輸入抖動濾波選項---->低帶寬---->最好抖動衰減

                                                                                                                ---->高帶寬---->最好的相位偏移

                                                                                                                ---->優化模式---->二者均衡

---->時鍾分配---->6種不同的時鍾線---->BUFG/BUFR/BUFIO/BUFH/BUFMR/高性能時鍾

                     ---->全局時鍾---->32個全局時鍾

                                          ---->可作為所有觸發器的時鍾

                                          ---->帶使能/置位/復位

                                          ---->BUGH驅動的12根時鍾線,可以在任意時鍾域驅動

                                          ---->每個BUFH可以獨立使能控制,所以可以在一個域內關掉時鍾

                                          ---->可由全局時鍾緩沖器驅動---->無故障時鍾分配和全局時鍾使能

                                          ---->由CMT驅動---->消除時鍾分布延遲

                      ---->域時鍾---->驅動域內所有時鍾目標

                                        ---->域定義指50 I/O和50 CLB和半芯片寬度的范圍

                                        ---->7系列可以有2~24個域

                                        ---->每個域有4個域時鍾通路

                                        ---->域時鍾緩沖器由4個時鍾輸入引腳驅動,同時可以進行1~8分頻

                       ---->I/O時鍾---->快速

                                         ---->作為I/O邏輯或串行化/去串行化電路

                                         ---->I/O可直接連接MMCM

---->Block RAM---->雙端口,72位,36kb BRAM

                        ---->可編程FIFO邏輯

                        ---->錯誤校驗電路

                        ---->5到1880個

                        ---->讀寫同步操作

                        ---->可編程數據位寬

---->DSP Slice---->25 × 18 二互補乘加器48位高分辨率單乘加器

                                                                ---->單指令多數據運算單元SIMD/2操作數10個不同邏輯功能的邏輯單元

                       ---->省電預加器

                       ---->均衡濾波器

                       ---->流水線/ALU/專用總線級聯

                       ---->up to 741MHz

                       ---->48位模式檢測器

                       ---->高速度/高效率

                       ---->動態總線轉換器

                       ---->內存地址發生器

                       ---->總線復用器

                       ---->I/O口存儲器映射寄存器

                       ---->累加器可用作同步加減計數器

---->輸入輸出---->SelectIO工藝

                     ---->1,866Mb/s DDR3接口

                     ---->片內高頻去耦電容器增強信號完整性

                     ---->支持多種I/O標准

                     ---->HR IO---->寬電壓范圍(1.2V~3.3V)

                     ---->HP IO---->高性能操作

                     ---->以Bank組織,每Bank 50引腳

                     ---->每Bank由VCCO共同供電

                     ---->有些單端輸入緩沖器需要外部參考電壓VREF

                     ---->每Bank有2個VREF引腳(配置Bank 0除外)---->只能有一個VREF電壓值

                     ---->多種封裝

                     ---->電氣特性---->上下拉輸出結構

                                          ---->可以設為高阻態

                                          ---->可以設置壓擺率和輸出強度

                                          ---->可以設置上拉和下拉電阻

                                          ---->引腳對可以設置為差分輸入輸出

                                          ---->可以設置100歐姆內部端接電阻

                                          ---->多種差分接口標准:LVDS,RSDS,BLVDS,差分SSTL,差分HSTL

                                          ---->每個IO口支持存儲器接口標准

                                          ---->T_DCI可以控制輸出驅動阻抗---->串聯端接/並聯短接

                                                                                              ---->節省線路板空間

                                                                                              ---->輸出模式或三態模式端接會自動關閉

                                          ---->IBUF和IDELAY有低功耗模式

                                          ---->8-bit IOSERDES 可完成串並與並串的轉換---->可編程寬度2到8位

                                                                                                                  ---->支持相鄰引腳級聯

                                                                                                                  ---->專用過采樣模式用於數據恢復---->如SGMII接口

---->低功耗吉比特收發器

---->集成PCIE接口

---->配置

---->模數轉換


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