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Xilinx 7系列 FPGA选型

 goandlove 2022-04-16

Xilinx-7 Series FPGA---->Spartan-7---->通用逻辑

                                                       ---->廉价/低功耗

                                                       ---->高I/O口性能

                                                       ---->小封装

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

                                                 ---->增加了吉比特收发器接口

                                                 ---->逻辑密度更大

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

                                                    ---->DSP Slices升级为DSP48 Slices

                                                    ---->GTP升级为GTX,速率更快

                                                    ---->逻辑密度更大

                                ---->Virtex-7---->增强PCIE功能

                                                   ---->增强GTP功能

                                                   ---->逻辑密度更大

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DSP数量对比:

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BRAM数量对比:

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高速串行收发器对比:

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高速串行收发器总带宽对比:

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I/O数量与带宽对比:

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Xilinx 7-Series特点---->28nm工艺

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

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

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

                             ---->功耗低

                             ---->真正的6输入LUT,可用于分布式存储

                             ---->36Kb双端口BRAM,内嵌FIFO逻辑以及片上数据缓冲

                             ---->SelectI/O工艺,支持DDR3接口,速率可达每秒1866Mb

                             ---->高速串行连接,速率从6.6Gb/s到28.05Gb/s,支持低功耗模式,优化芯片到芯片接口

                             ---->用户可配置模拟接口,双12位1 MSPS(Million Samples per Second),片上温度/供电传感器

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

                                                     ---->48bit累加器

                                                     ---->高性能滤波器

                                                     ---->优化的均衡系数滤波器

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

                                           ---->MMCM(混合模式时钟管理)

                             ---->MicroBlaze CPU---->整数计算能力260 DMIPs~441 DMIPs

                                                             ---->集成PCIe,x4 Gen2~x8 Gen3,适用于PCIe端点/根端口设计

                                                             ---->存储器256位AES加密,HMAC/SHA-256验证,内嵌SEU检测与错误校验

                             ---->环保高性能

                             ---->1.0V/0.9V内核电压

下面这张表更直观的表明了几类的区别:

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一些概念:

---->SSI工艺---->使用了多超级逻辑域SLR---->超级高带宽连接性

                                                                 ---->低延迟

                                                                 ---->低功耗

                                                                 ---->两种---->逻辑加强型---->Virtex-7T

                                                                               ---->DSP/BRAM/收发器密集型---->Virtex-7XT/HT

                                                                 ---->高容量/高性能/短周期/低风险

                                                                 ---->超级长布线资源/超级高性能时钟线  

---->CLBs---->真正6输入LUT---->可配制成一个6输入单输出LUT/64位ROM

                                            ---->2个5输入LUTs/32位ROMs---->各自有一个输出

                                                                                            ---->共同的地址和逻辑输入

                                                                                            ---->每个LUT输出可选的连接到触发器

                                                                                            ---->4 LUTs+8 触发器+多路选择器+算术进位逻辑---->Slice

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

                                                                                            ---->8个触发器中的4个(每个Slice,每个LUT中的一个)---->锁存器latch  

               ---->LUT可用作存储器---->所有slice的25%~50%使用它们的LUTs作为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%使用它们的LUTs作为32位移位寄存器SRL32或2个SRL16

---->时钟管理---->高速缓冲和布线

                     ---->低抖动

                     ---->频率合成和相移

                     ---->低抖动时钟生成器

                     ---->滤波

                     ---->高达24个时钟管理通道CMTs---->MMCM---->分数计数器

                                                                                          ---->固定或动态相移  

                                                                        ---->PLL

                                                                        ---->频率合成器

                                                                        ---->时钟抖动滤波

                                                                        ---->中央有一个VCO---->频率大小和PFD传给VCO的电压有关

                                                                        ---->3个可编程频率分频器---->D---->输入预分频

                                                                                                                ---->M---->反馈分频

                                                                                                                ---->O---->输出分频

                                                                        ---->3个输入抖动滤波选项---->低带宽---->最好抖动衰减

                                                                                                                ---->高带宽---->最好的相位偏移

                                                                                                                ---->优化模式---->二者均衡

---->时钟分配---->6种不同的时钟线---->BUFG/BUFR/BUFIO/BUFH/BUFMR/高性能时钟

                     ---->全局时钟---->32个全局时钟

                                          ---->可作为所有触发器的时钟

                                          ---->带使能/置位/复位

                                          ---->BUGH驱动的12根时钟线,可以在任意时钟域驱动

                                          ---->每个BUFH可以独立使能控制,所以可以在一个域内关掉时钟

                                          ---->可由全局时钟缓冲器驱动---->无故障时钟分配和全局时钟使能

                                          ---->由CMT驱动---->消除时钟分布延迟

                      ---->域时钟---->驱动域内所有时钟目标

                                        ---->域定义指50 I/O和50 CLB和半芯片宽度的范围

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

                                        ---->每个域有4个域时钟通路

                                        ---->域时钟缓冲器由4个时钟输入引脚驱动,同时可以进行1~8分频

                       ---->I/O时钟---->快速

                                         ---->作为I/O逻辑或串行化/去串行化电路

                                         ---->I/O可直接连接MMCM

---->Block RAM---->双端口,72位,36kb BRAM

                        ---->可编程FIFO逻辑

                        ---->错误校验电路

                        ---->5到1880个

                        ---->读写同步操作

                        ---->可编程数据位宽

---->DSP Slice---->25 × 18 二互补乘加器48位高分辨率单乘加器

                                                                ---->单指令多数据运算单元SIMD/2操作数10个不同逻辑功能的逻辑单元

                       ---->省电预加器

                       ---->均衡滤波器

                       ---->流水线/ALU/专用总线级联

                       ---->up to 741MHz

                       ---->48位模式检测器

                       ---->高速度/高效率

                       ---->动态总线转换器

                       ---->内存地址发生器

                       ---->总线复用器

                       ---->I/O口存储器映射寄存器

                       ---->累加器可用作同步加减计数器

---->输入输出---->SelectIO工艺

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

                     ---->片内高频去耦电容器增强信号完整性

                     ---->支持多种I/O标准

                     ---->HR IO---->宽电压范围(1.2V~3.3V)

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

                     ---->以Bank组织,每Bank 50引脚

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

                     ---->有些单端输入缓冲器需要外部参考电压VREF

                     ---->每Bank有2个VREF引脚(配置Bank 0除外)---->只能有一个VREF电压值

                     ---->多种封装

                     ---->电气特性---->上下拉输出结构

                                          ---->可以设为高阻态

                                          ---->可以设置压摆率和输出强度

                                          ---->可以设置上拉和下拉电阻

                                          ---->引脚对可以设置为差分输入输出

                                          ---->可以设置100欧姆内部端接电阻

                                          ---->多种差分接口标准:LVDS,RSDS,BLVDS,差分SSTL,差分HSTL

                                          ---->每个IO口支持存储器接口标准

                                          ---->T_DCI可以控制输出驱动阻抗---->串联端接/并联短接

                                                                                              ---->节省线路板空间

                                                                                              ---->输出模式或三态模式端接会自动关闭

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

                                          ---->8-bit IOSERDES 可完成串并与并串的转换---->可编程宽度2到8位

                                                                                                                  ---->支持相邻引脚级联

                                                                                                                  ---->专用过采样模式用于数据恢复---->如SGMII接口

---->低功耗吉比特收发器

---->集成PCIE接口

---->配置

---->模数转换

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