[Xilinx FPGA] #6 Xilinx FPGA 芯片选型

1.工艺节点

首先不管选择什么厂家的产品，都建议在其主流产品中选择合适的芯片。

以上是目前 Xilinx 主流的也是常用的几个 FPGA 产品系列，这里不谈传说中的后两个系列。Spartan-6 和 7-series 中的 Spartan-7 的定位为满足低成本应用，容量中等，性能仅为满足一般的逻辑设计要求。7-series 其他三个子系列定位也各不相同，Artix-7 和 Kintex-7 均可认为其定位为高性价比，用户可根据自己的需要自行选择，官方的说法是，Artix-7 系列提供了最高性能功耗比结构、 收发器线速、DSP 处理能力以及 AMS 集成，Kintex-7 系列最佳成本/性能/功耗平衡，同时提供高 DSP 率、高性价比封装；而 Virtex-7 则定位为高性能应用，容量大，性能定位为能满足各类高端应用。

另外 Spartan-6 系列仍需使用 ISE 作为开发工具，7-series、UltraSCALE 和 UltraSCALE+ 系列使用 Vivado 作为开发工具。

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2.片上硬件资源

关于各系列的片上资源，可直接参考各系列的芯片选型手册：

Cost-Optimized Portfolio Product Tables and Product Selection Guide

All Programmable 7Series Product Selection Guide

UltraSCALE FPGA Product Tables and Product Selection Guide

也可参考各系列更加详细的数据手册

DS-160: Spartan-6 Family Overview

DS-170: XA Spartan-6 Automotive FPGA Family Overview

DS-180: 7 Series FPGAs Data Sheet: Overview

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3.电气接口标准、封装方式、速度等级和温度等级

电气接口标准：
数字电路的电气接口标准非常多。在复杂数字系统中，经常会出现多种电气接口标准。可是 FPGA 器件的每一个 I/O 并不支持所有的电气接口标准，在选型时要特别注意电气接口标准的适配情况。

封装方式：
主要需要在两个方面考量，第一个就是可用的I/O口的数量。第二个就是封装的尺寸。I/O数量是一个必要的条件，先要根据这个条件筛选出可以用的芯片。然后在筛选出来的芯片中，再根据封装类型，尺寸和pitch尺寸选择合适的芯片。在封装尺寸符合要求的情况下，尽量选择有利于PCB设计和生产的封装。比如如果有TQFP封装的芯片，尺寸又符合项目的需求，那么就不要选择BGA封装的。对于BGA封装的芯片，如果有pitch为1.0mm的可以满足要求，就不要选择pitch为0.5mm的。这直接影响到PCB设计难度，制造成本和良率。

速度等级：
对 Xilinx 的 FPGA 来说，数值越大，芯片性能越好，能支持的代码处理速度越高，且能更好的处理复杂代码实现过程，不用太多的时序约束干预。反之，数值越小，芯片性能越差，能支持的代码处理速度越低，且对代码编写要求越高，要尽量少使用组合逻辑实现，有时还需很复杂的时序约束干预才能完全满足时序要求。
注：对于 Xilinx 的 CPLD 和 Altera 的 FPGA ，其速度等级的数值越大，反而代表芯片性能越差

温度等级：

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4.价格

在芯片选型时，价格也是特别重要的一个因素，毕竟不同芯片的价格可能相差数倍至数十倍、数百倍。应该在满足要求的芯片中，挑选性价比最高的一款。

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