Xilinx-7系列FPGA

主要包括：Spartan?-7、Artix?-7、Kintex?-7、Virtex?-7。其性能、密度、價格也隨著系列的不同而提升。和前幾代FPGA產品不同的是，7系列FPGA采用的是統一的28nm設計架構，客戶在不同子系列的使用方式上是統一的，消除了不同子系列切換使用帶來的不便。

Xilinx的四個工藝級別

Xilinx目前主要產品有四個工藝等級，通常情況下，Xilinx的產品每個工藝都會有Spartan、Artix、Kintex和Virtex四個族，如下圖所示

內核電壓VCCint和工藝的關系

分類介紹

1. Spartan?-7系列

2015年11月，Xilinx推出Spartan?-7 FPGA系列

賽靈思公司今天宣布為成本敏感型應用推出靈活的 I/O 密集型器件——Spartan?-7 FPGA系列。該新型系列器件可滿足汽車、消費類電子、工業物聯網、數據中心、有線/無線通信和便攜式醫療解決方案等多種不同市場領域的連接需求。全新的?Spartan-7?FPGA 將得到免費 Vivado? 設計套件 WebPACK? 版本以及 Vivado 設計版本和系統版本的支持，能夠快速集成和實現。

　　Spartan-7?FPGA 系列采用小型封裝卻擁有高比例的 I/O 數量，這對成本敏感型市場至關重要。該系列的單位功耗性價比相較前代產品提升多達 4 倍，可提供靈活的連接能力、接口橋接和輔助芯片等功能。

　　賽靈思公司 FPGA 和 SoC 產品管理和市場營銷高級總監 Kirk Saban 指出：“賽靈思長期以來通過Spartan系列產品提供低成本最優化解決方案，Spartan-7?FPGA系列的推出再次證明了我們對這一傳統市場的承諾，同時也進一步擴展了我們在 I/O 密度、小型化封裝和能效等方面連續數代的領先地位。”

　　該最新系列器件將與業界領先的 Vivado 設計套件進行協同優化，提供以 IP 和系統為中心的開發環境，以應對各種成本敏感市場常見的更短開發周期的需求和嚴格的產品上市時間的壓力。Spartan-7 FPGA 系列的推出，將進一步壯大采用臺積公司 (TSMC) 28nm HPL 工藝的現有賽靈思 7 系列產品陣營。

Spartan7系列，在xilinx-7系列中，其價格是最低的、實際功耗是最低的、擁有最小的封裝尺寸，當然其設計難度是最低的，在一些低端應用場景中中極為合適。

● 速度比 45nm 器件系列快 30%;

● 達到 1.25Gb/s LVDS;

● 高度靈活的軟內存控制器支持每秒 25.6Gb 的峰值 DDR3-800 內存帶寬;

● 用于集成離散模擬及監控電路的 XADC 與 SYSMON;

● 針對系統 I/O 擴展進行了成本優化;

2. Artix?-7系列

Artix7系列，在xilinx-7系列中，相比較于Spartan7系列增加了DSP功能和串行收發器，當然其邏輯容量也更大，在一些邏輯稍微復雜一些的中低端應用比較廣泛。

● 以低功耗、低成本為特色，它比Spartan-6速度快30%，功耗低一半，價格降低35%；

● 利用基于Virtex系列架構的FPGA能夠滿足成本敏感型、大批量市場的性能要求；

● 利用內置式 Gen1x4 PCI Express? 技術實現3.75Gpbs 串行連接功能；

● 絲焊芯片級BGA封裝，實現了小型化和低成本；

● 能滿足電池供電的便攜式超聲波設備的低功耗高性能需求；

● 能滿足商用數碼相機鏡頭控制的小型、低功耗要求；

● 能滿足軍用航空電子和通信設備嚴格的 SWAP-C(大小、重量、功耗和成本)要求；

● 尺寸、重量和功耗特性都特別符合手持式應用的要求，如便攜式超聲波、數字照相機控制和軟件定義無線電；

3. Kintex?-7系列

Kintex7系列,在xilinx-7系列中，可以說擁有最佳的性價比，無論是邏輯容量還是硬核數量，都能滿足中低端、甚至部分中高端應用需求。

● 標榜業界最高系統性能和容量，密度達到200萬個邏輯單元，比所有以前和現有的FPGA高出2.5倍;

● 與Virtex-6相比，Virtex-7的系統性能番了一倍，功耗降低一半，速度提升了30%，是7系列中最高端的子系列;

● 可提供諸如大批量 10G 光學有線通信設備等各種應用所需的高性能 10.3Gbps 或低成本優化的 6.5Gbps 串行連接性、存儲器和邏輯性能;

● 實現了信號處理性能、功耗和成本的最佳平衡，能支持長期演進 (LTE) 無線網絡部署，滿足新一代高清 3D 平板顯示器嚴格的功耗和成本要求;

● 提供新一代廣播視頻點播系統所需的性能和帶寬;

● 10.3125Gbps 串行連接功能和內置式 Gen2x8 PCI Express 技術;

● 豐富的塊存儲器和 DSP 資源，是無線 LTE 基礎設施設備、LED 背光和 3D 數字視頻顯示器、醫學成像與航空電子成像系統的理想之選;

4. Virtex?-7系列

Virtex7系列，在xilinx-7系列中，是頂尖的存在，可以說是頂配型號，高端應用中王者，如果在低端應用中使用，那么必定是大材小用！

● 樹立了全新的業界性能基準;

● 與Virtex-6 器件相比，系統性能提高一倍，功耗降低一半，信號處理能力提升 1.8 倍，I/O 帶寬提升 1.6 倍，存儲器帶寬提升 2 倍;

● 是業界密度最高的 FPGA，多達2百萬個邏輯單元實現了突破性容量;

● 采用 EasyPath-7 器件，無需任何設計轉換就能確保將成本降低 35%;

● 支持 400G 橋接和交換結構有線通信系統，是全球有線基礎設施的核心;

● 支持高級雷達系統和高性能計算機系統，能夠滿足單芯片 TeraMACC 信號處理能力的要求以及新一代測試測量設備的邏輯密度、性能和 I/O 帶寬要求;

● 實現新一代 100GE 線卡、300G 橋、兆兆位級交換機結構、100G OTN 波長轉換器、雷達和 ASIC 仿真。

對比介紹

1. Xilinx-7系列FPGA的DSP資源柱狀圖

2. Xilinx-7系列FPGA的Block RAM資源柱狀圖

?行業優勢

　　航空航天和軍用產品
　　7系列 FPGA 利用更高的集成度和信號處理能力極大地降低了功耗，從而為雷達、軍事通信和高級成像系統提供了 SWAP-C 優勢。
　　a.航空電子
　　Kintex-7 FPGA 的高性價比增強了飛機視頻數據總線系統的 SWAP-C 優勢。
　　b.雷達
　　Virtex-7 FPGA 削減了面向便攜式雷達系統的 SWAP-C。
　　?廣播
　　Kintex-7 FPGA 為主流設計帶來了 10Gbps 的串行連接功能，實現了新一代數字視頻分配系統。
　　a.Video-over-IP 網關
　　Kintex-7 FPGA 為遠距離 WAN 傳送實現了串行數字接口(SDI)協議與 IP 技術的經濟型、低功耗橋接，從而能夠利用標準 IP 網絡連接本地錄播室/現場活動、廣播設施和衛星上行站。
　　?消費類
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新興串行協議，實現了功耗和成本優勢，是極具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品。可重編程性實現了高級圖像增強算法的快速應用和在各種最終產品價格上的特性差異化。
　　a.LED 背光平板顯示器和 3DTV
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板顯示器制造商能夠提高圖像質量、降低功耗和削減成本。為 LED 背光控制器實現了復雜的局部調光和照明補償算法。生產具有不同的 LED 區域數量和 LED 布局的直接型照明顯示器，同時調整照明以便與不同供應商生產的面板的物理特性相匹配。為顯示器添加 3D 功能。
　　b.高端消費類數碼單反相機
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 實現了低功耗、低成本和小型化，使得高端消費類數碼單反相機制造商能夠在自動對焦鏡頭內實現控制功能，以及在照相機機身控制器/圖像處理 ASIC 內迅速部署增強功能。
　　?醫療
　　Kintex FPGA 實現了高性能、低功耗和小型化，可用于多種醫療設備。通過7系列統一架構，工程師能夠迅速調整設計以滿足不同的市場和應用要求。
　　a.便攜式超聲波
　　在芯片級封裝內實現的高 I/O 帶寬和 144GMACS 的 DSP 處理性能讓 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超聲波處理的理想之選。設計者可以采用完全可編程的128通道超聲波設計，它可以升至196或256通道以便實現高端手推式解決方案，或者降至64或32通道以便實現手持式尺寸
　　?有線通信
　　7系列 FPGA 專為最高帶寬和最低功耗而設計，能夠滿足網絡設備對帶寬的不斷渴求。在不超出現有功耗和冷卻面積的前提下升級硬件以實現容量提升。
　　a.100GE 線卡
　　Virtex-7 FPGA 提供了適當的 I/O、存儲器和邏輯組合，實現了新型線卡的單 FPGA 設計，提高了帶寬
　　b.300G Interlaken 橋接
　　Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于實現基礎設施升級，這些器件為 MAC-NPU、NPU-開關和 NPU-TCAM 之間的 Interlaken 行業標準橋接提供了高達 1.9Tbps 的帶寬。
　　?無線通信
　　Kintex-7 FPGA 專為最低功耗和經濟型信號處理而設計，提供了符合無線基礎設施 DSP 密集型要求的功能組合，通過成本優化的封裝和在單個 FPGA 內整合多種功能實現了低成本解決方案。
　　a.多模無線電
　　Kintex-7 FPGA 能夠幫助您降低成本和功耗，提供可升級平臺，以及支持多種空中接口標準
　　b.LTE 基帶
　　Kintex-7 FPGA 提供了最高的性價比，所以設計者能夠滿足通用平臺內 LTE 基帶處理嚴苛的延遲要求。

3. Xilinx-7系列FPGA的高速串行收發器資源柱狀圖

?

4. Xilinx-7系列FPGA的I/O資源柱狀圖

命名規則

?行業優勢
　　航空航天和軍用產品
　　7系列 FPGA 利用更高的集成度和信號處理能力極大地降低了功耗，從而為雷達、軍事通信和高級成像系統提供了 SWAP-C 優勢。
　　a.航空電子
　　Kintex-7 FPGA 的高性價比增強了飛機視頻數據總線系統的 SWAP-C 優勢。
　　b.雷達
　　Virtex-7 FPGA 削減了面向便攜式雷達系統的 SWAP-C。
　　?廣播
　　Kintex-7 FPGA 為主流設計帶來了 10Gbps 的串行連接功能，實現了新一代數字視頻分配系統。
　　a.Video-over-IP 網關
　　Kintex-7 FPGA 為遠距離 WAN 傳送實現了串行數字接口(SDI)協議與 IP 技術的經濟型、低功耗橋接，從而能夠利用標準 IP 網絡連接本地錄播室/現場活動、廣播設施和衛星上行站。
　　?消費類
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 支持主流和新興串行協議，實現了功耗和成本優勢，是極具吸引力的 ASIC 和 ASSP 替代品。可重編程性實現了高級圖像增強算法的快速應用和在各種最終產品價格上的特性差異化。
　　a.LED 背光平板顯示器和 3DTV
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 提供的功能使得平板顯示器制造商能夠提高圖像質量、降低功耗和削減成本。為 LED 背光控制器實現了復雜的局部調光和照明補償算法。生產具有不同的 LED 區域數量和 LED 布局的直接型照明顯示器，同時調整照明以便與不同供應商生產的面板的物理特性相匹配。為顯示器添加 3D 功能。
　　b.高端消費類數碼單反相機
　　Artix-7 和 Kintex-7 FPGA 實現了低功耗、低成本和小型化，使得高端消費類數碼單反相機制造商能夠在自動對焦鏡頭內實現控制功能，以及在照相機機身控制器/圖像處理 ASIC 內迅速部署增強功能。
　　?醫療
　　Kintex FPGA 實現了高性能、低功耗和小型化，可用于多種醫療設備。通過7系列統一架構，工程師能夠迅速調整設計以滿足不同的市場和應用要求。
　　a.便攜式超聲波
　　在芯片級封裝內實現的高 I/O 帶寬和 144GMACS 的 DSP 處理性能讓 Kintex-7 70T FPGA 成了前端和后端超聲波處理的理想之選。設計者可以采用完全可編程的128通道超聲波設計，它可以升至196或256通道以便實現高端手推式解決方案，或者降至64或32通道以便實現手持式尺寸
　　?有線通信
　　7系列 FPGA 專為最高帶寬和最低功耗而設計，能夠滿足網絡設備對帶寬的不斷渴求。在不超出現有功耗和冷卻面積的前提下升級硬件以實現容量提升。
　　a.100GE 線卡
　　Virtex-7 FPGA 提供了適當的 I/O、存儲器和邏輯組合，實現了新型線卡的單 FPGA 設計，提高了帶寬
　　b.300G Interlaken 橋接
　　Virtex-7 XT FPGA 的延伸功能有助于實現基礎設施升級，這些器件為 MAC-NPU、NPU-開關和 NPU-TCAM 之間的 Interlaken 行業標準橋接提供了高達 1.9Tbps 的帶寬。
　　?無線通信
　　Kintex-7 FPGA 專為最低功耗和經濟型信號處理而設計，提供了符合無線基礎設施 DSP 密集型要求的功能組合，通過成本優化的封裝和在單個 FPGA 內整合多種功能實現了低成本解決方案。
　　a.多模無線電
　　Kintex-7 FPGA 能夠幫助您降低成本和功耗，提供可升級平臺，以及支持多種空中接口標準
　　b.LTE 基帶
　　Kintex-7 FPGA 提供了最高的性價比，所以設計者能夠滿足通用平臺內 LTE 基帶處理嚴苛的延遲要求。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Xilinx 7系列FPGA简介--选型参考的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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