Xilinx公司的FPGA器件
发布时间:2011/10/9 10:24:57 访问次数:1954
Xilinx在1 985年首次推出了FPGA器件,Xilinx可编程逻辑器件主要包括高性能的Virtex系列FPGA、高性价比的Spartan系列FPGA和配置存储器产品。除了常规温度范围器件外,Xilinx还提供了扩展工业级温度范围的汽车IC产品,以及军品级和宇航级器件,并提供了相应的配置存储器和开发软件。 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产品引领现场可编程门阵列行业,这些是Xilinx公司高端FPGA产品。
Virtex-II系列产品是Xilinx公司在Virtex-E系列产品后推出的新型高端FPGA,该系列元件采用业界第一套数位控制阻抗技术( DCI)解决关键性的设计问题,如高复杂度电路板布局、信号扭曲等。Virtex- II系列产品采用0.15pt,m和0.121im混合工艺设计,内核电压为1.5V,支持多种接口标准,内部时钟频率可达420MHz。
Virtex- II系列产品主要由CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器等组成。其中,CLB模块用于实现FPGA的大部分逻辑功能,IOB模块用于提供封装引脚与内部逻辑之间的接口,BLOCK RAM用于实现FPGA内部的随机存取,DCM用于提供灵活的时钟管理,乘法器用于提高FPGA的数字运算速度。
Virtex- II系列元件具备位元流加密功能,全面保障设计的安全性。此功能应用安全的三重数据加密标准( DES)算法将位元流编码加密,加密算法所使用的密钥是透过IEEE 1149.1(JTAG)介面来提供的,使用电池或其他恒定电源供应器将密钥储存于晶片中。加密之后的位元流可使用解密专用的密钥库( key bank)载入FPGA元件中。这项功能全面提升设计的安全性,避免设计遭人窃用,为IP供应商提供全新的商务模式。
Virtex- II系列产品与Xilinx公司以前推出的FPGA产品相比,其内部结构有了较大的改进,这主要包括:
①Virtex- II内部的CLB模块含有4个Slice,从而提高了Virtex- II系列产品的逻辑容量和资源利用率。
②Virtex- II内嵌专用乘法器电路,从而提高了Virtex-II系列产品进行数字信号处理的速度。
③Virtex- II内嵌更大容量的BLOCK RAM,用于适应当前设计对大容量片内存储的要求。
④Virtex- II将DLL改为数字时钟管理器(Digital Clock Manager,DCM),从而提供更灵活的时钟解决方案。
⑤Virtex- II支持更多的I/O接口标准,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采用数控阻抗匹配(Digitally Controlled Impedance,DCI)技术,从而减小因阻抗匹配问题而造成的系统不稳定性。
⑦Virtex- II内部含有更加丰富的布线资源,从而保证FPGA逻辑资源的最大利用率。
⑧Virtex-11支持配置数据的三重加蜜,从而最大限度地保护设计者的知识产权。
Virtex- II Pro系列产品采用Xilinx公司成熟的Virtex-II架构,主要由PowerPC405处理器模块、RocketIOTM多吉比特收发器、CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器组成,其中,CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器的内部结构及使用方法与Virtex- II系列产品完全一致。
2009年,Xilinx官方宣布推出新一代旗舰产品-Virtex⑧高性能现场可编程门阵列系列产品,支持高性能、计算密集电子系统开发人员在面对更短设计周期和更低开发成本压力的情况下设计出“更绿色”的产品。新的Virtex-6 FPGA系列比上一代产品功耗降低多达50%,成本降低多达20%。该系列产品进行了最合适的组合优化,包括灵活性、硬内核IP、收发器功能以及开发工具支持,从而可以帮助客户满足市场需求,在追求更高带宽的同时,适应不断演化的标准以及苛刻的性能要求。有了新一代Virtex系列FPGA,更多的系统设计人员就可在无线/有线通信、广播、航空航天以及国防等应用中充分利用可编程逻辑器件的优点。
Xilinx Virtex-II、Virtex-II Pro烈及最新推出的Virtex-5、Virtex-6系列FPGA,采用一脉相承、逐渐演进的FPGA架构,可以在很多领域中用Virtex系列FPGA来代替ASIC(专用集成电路)和ASSP(应用专用标准产品),包括网络、电信、存储器、服务器、计算、无线、广播、视频、成像、医疗、工业和军用。
(2) Spartan系歹0 FPGA
Spartan系列FPGA是Xilinx公司的低端产品,主要型号如表6.1所示。
Spartan和Spartan-XL器件的性能指标如表6.2所示。
Spartan- II E系列产品主要技术参数如表6.3所示。
Spartan-II器件是以Virtex器件的结构为基础发展起来的第二代高容量的FPGA,集成度可以达到15万门,系统速度可达200MHz,能达到ASIC的性价比。Spartan-II器件的工作电压为2.5V,采用0.22ym/18pt,m CMOS工艺,6层金属连线制造。
Xilinx在1 985年首次推出了FPGA器件,Xilinx可编程逻辑器件主要包括高性能的Virtex系列FPGA、高性价比的Spartan系列FPGA和配置存储器产品。除了常规温度范围器件外,Xilinx还提供了扩展工业级温度范围的汽车IC产品,以及军品级和宇航级器件,并提供了相应的配置存储器和开发软件。 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产品引领现场可编程门阵列行业,这些是Xilinx公司高端FPGA产品。
Virtex-II系列产品是Xilinx公司在Virtex-E系列产品后推出的新型高端FPGA,该系列元件采用业界第一套数位控制阻抗技术( DCI)解决关键性的设计问题,如高复杂度电路板布局、信号扭曲等。Virtex- II系列产品采用0.15pt,m和0.121im混合工艺设计,内核电压为1.5V,支持多种接口标准,内部时钟频率可达420MHz。
Virtex- II系列产品主要由CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器等组成。其中,CLB模块用于实现FPGA的大部分逻辑功能,IOB模块用于提供封装引脚与内部逻辑之间的接口,BLOCK RAM用于实现FPGA内部的随机存取,DCM用于提供灵活的时钟管理,乘法器用于提高FPGA的数字运算速度。
Virtex- II系列元件具备位元流加密功能,全面保障设计的安全性。此功能应用安全的三重数据加密标准( DES)算法将位元流编码加密,加密算法所使用的密钥是透过IEEE 1149.1(JTAG)介面来提供的,使用电池或其他恒定电源供应器将密钥储存于晶片中。加密之后的位元流可使用解密专用的密钥库( key bank)载入FPGA元件中。这项功能全面提升设计的安全性,避免设计遭人窃用,为IP供应商提供全新的商务模式。
Virtex- II系列产品与Xilinx公司以前推出的FPGA产品相比,其内部结构有了较大的改进,这主要包括:
①Virtex- II内部的CLB模块含有4个Slice,从而提高了Virtex- II系列产品的逻辑容量和资源利用率。
②Virtex- II内嵌专用乘法器电路,从而提高了Virtex-II系列产品进行数字信号处理的速度。
③Virtex- II内嵌更大容量的BLOCK RAM,用于适应当前设计对大容量片内存储的要求。
④Virtex- II将DLL改为数字时钟管理器(Digital Clock Manager,DCM),从而提供更灵活的时钟解决方案。
⑤Virtex- II支持更多的I/O接口标准,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采用数控阻抗匹配(Digitally Controlled Impedance,DCI)技术,从而减小因阻抗匹配问题而造成的系统不稳定性。
⑦Virtex- II内部含有更加丰富的布线资源,从而保证FPGA逻辑资源的最大利用率。
⑧Virtex-11支持配置数据的三重加蜜,从而最大限度地保护设计者的知识产权。
Virtex- II Pro系列产品采用Xilinx公司成熟的Virtex-II架构,主要由PowerPC405处理器模块、RocketIOTM多吉比特收发器、CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器组成,其中,CLB、IOB、BLOCK RAM、DCM和乘法器的内部结构及使用方法与Virtex- II系列产品完全一致。
2009年,Xilinx官方宣布推出新一代旗舰产品-Virtex⑧高性能现场可编程门阵列系列产品,支持高性能、计算密集电子系统开发人员在面对更短设计周期和更低开发成本压力的情况下设计出“更绿色”的产品。新的Virtex-6 FPGA系列比上一代产品功耗降低多达50%,成本降低多达20%。该系列产品进行了最合适的组合优化,包括灵活性、硬内核IP、收发器功能以及开发工具支持,从而可以帮助客户满足市场需求,在追求更高带宽的同时,适应不断演化的标准以及苛刻的性能要求。有了新一代Virtex系列FPGA,更多的系统设计人员就可在无线/有线通信、广播、航空航天以及国防等应用中充分利用可编程逻辑器件的优点。
Xilinx Virtex-II、Virtex-II Pro烈及最新推出的Virtex-5、Virtex-6系列FPGA,采用一脉相承、逐渐演进的FPGA架构,可以在很多领域中用Virtex系列FPGA来代替ASIC(专用集成电路)和ASSP(应用专用标准产品),包括网络、电信、存储器、服务器、计算、无线、广播、视频、成像、医疗、工业和军用。
(2) Spartan系歹0 FPGA
Spartan系列FPGA是Xilinx公司的低端产品,主要型号如表6.1所示。
Spartan和Spartan-XL器件的性能指标如表6.2所示。
Spartan- II E系列产品主要技术参数如表6.3所示。
Spartan-II器件是以Virtex器件的结构为基础发展起来的第二代高容量的FPGA,集成度可以达到15万门,系统速度可达200MHz,能达到ASIC的性价比。Spartan-II器件的工作电压为2.5V,采用0.22ym/18pt,m CMOS工艺,6层金属连线制造。
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