可編程FPGA以及SOC器件的四大系列組成及簡單介紹

可編程FPGA以及SOC器件的四大系列組成及簡單介紹賽靈思（Xilinx）現(xiàn)在擁有的成本優(yōu)化型AllProgrammable產(chǎn)品組合由四大系列組成：用于I/O優(yōu)化的Spartan-6FPGA，用于I/O優(yōu)化并具備最高單位功耗性能的Spartan-7FPGA，用于實(shí)現(xiàn)收發(fā)器優(yōu)化和擁有最高DSP帶寬的Artix-7FPGA，以及用于系統(tǒng)優(yōu)化（可擴(kuò)展處理器集成）的Zynq-7000AllProgrammableSoC(基于Artix-7架構(gòu))。

可以說，這四個(gè)系列已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵功能，所以如何為設(shè)計(jì)者找到自己適合的系列顯得非常重要。因此，賽靈思（Xilinx）的工程師給出了一段視頻進(jìn)行講解和介紹。怎樣選擇全可編程FPGA以及SOC器件系列圖：4種系列比較成本優(yōu)化型AllProgrammable產(chǎn)品組合主要由四大系列組成，下面將分別進(jìn)行介紹：Spartan-6FPGA具有較高的I/O-邏輯和I/O-封裝比；800Mb/sDDR3接口；1080Mb/sLVDSI/O支持睡眠模式和低功耗模式；基于用戶的關(guān)斷/喚醒；電壓擴(kuò)展功能具有硬化的DDR控制器、PCIe、焊線封裝、針對(duì)2個(gè)PCB層而優(yōu)化Spartan-6FPGA是目前賽靈思（Xilinx）出貨量非常大的一個(gè)系列，應(yīng)用前景非常廣泛，目前已經(jīng)廣泛使用在全高清智能數(shù)字標(biāo)示、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、車載網(wǎng)絡(luò)及連接功能、高分辨率視頻和圖形等多個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用45nm工藝也使得該系列成為成本相對(duì)最低的一個(gè)系列，性價(jià)比極高。Spartan-7FPGA具有多達(dá)400個(gè)I/O；100000個(gè)邏輯單元；支持800Mb/sDDR3；具有1.25GbsLVDS傳輸速率；獨(dú)有的28nm8x8mm封裝功耗是Spartan-6的一半；具有功率分檔，電壓擴(kuò)展功能；采用Vivado設(shè)計(jì)工具能實(shí)現(xiàn)同類最佳的結(jié)果性能是成本最低的7系列產(chǎn)品；集成了模擬混合信號(hào)；針對(duì)2個(gè)PCB層進(jìn)行優(yōu)化Spartan-7FPGA采用28nm工藝，其功耗只有上一代的一半，而性能提升了30%，LVDS帶寬達(dá)到了1.25Gbs，可與業(yè)界廣泛的AllProgrammable產(chǎn)品自由擴(kuò)展。廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺接口連接、單軸電機(jī)控制、面向V2X應(yīng)用的加密引擎、自適應(yīng)LED照明系統(tǒng)、汽車數(shù)據(jù)格式/標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。具有低成本、低功耗卻高性能的極大優(yōu)勢。Artix-7FPGA具有較高的I/O-邏輯和I/O-封裝比；支持1066Mb/sDDR3；具有1.25GbsLVDS傳輸速率；具有最高的DSP-邏輯比；在628MHz頻率下具有同類最佳的DSPFMAX；高效的25x18寬乘法器集成式PCIeGen2、集成的模擬混合信號(hào)、低成本10x10封裝Artix-7FPGA相對(duì)于Spartan系列在功能上有很大的提升，其核心優(yōu)勢在于高達(dá)6.6Gb/s的收發(fā)器速度以及最高DSP帶寬，可連接USB3.0等高速傳輸設(shè)備。目前在低成本超聲波、可編程邏輯控制器、軟件定義無線電、多協(xié)議機(jī)器視覺等領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛。對(duì)于要求DSP-邏輯混合、增強(qiáng)視頻和圖像質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)波形處理等功能的開發(fā)者可以考慮這一款FPGA。目前最新推出了Artix-7A12T和Artix-7A25T兩款。Zynq-7000SoC基于ARM的可擴(kuò)展平臺(tái)、集成單核或雙核ARMCortex-A9、可擴(kuò)展的FPGA邏輯密度具有廣泛的OS支持、熟悉的嵌入式工具、豐富的開發(fā)板與套件產(chǎn)品組合中的最高集成度、低成本的入門級(jí)ARMSoC、軟硬件現(xiàn)場升級(jí)Zynq-7000SoC內(nèi)部集成了單核或者雙核ARMCortex-A9APU、1GBDDR3內(nèi)存、可編程邏輯（PL）和多種外設(shè)控制器，所以可以完美的實(shí)現(xiàn)在ARM中的軟件實(shí)現(xiàn)，并且還擁有云分析和云連接等功能，目前在機(jī)器視覺、多軸馬達(dá)控制、多攝像頭駕駛員輔助平臺(tái)、基于以太網(wǎng)的回傳解決方案、監(jiān)視器和投影儀、多功能打印機(jī)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。設(shè)計(jì)工具Spartan-6FPGA目前可以在Centos、Win10上采用ISE系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和編譯，同時(shí)，可以使用VivadoHLx設(shè)計(jì)套件完成Spartan-7FPGA、Artix-7FPGA、Zynq-7000等設(shè)計(jì)，語言選擇也非常廣泛，包含C++、C、OpenCL等。同時(shí)使用SDx系列也能在更高層次進(jìn)行編程。賽靈思（Xilinx）還集成了WorldWideEcosystem，可供設(shè)計(jì)者學(xué)習(xí)?？偨Y(jié)賽靈思（Xilinx）公司推出的四個(gè)系列已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵功能，并且同時(shí)提供了ISE設(shè)計(jì)套件、Vivad