题目可能有点大,主要介绍Xilinx和Altera公司的主流芯片的选型(包括中低高端产品的介绍)和两大厂家的命名规则,主要看封装和逻辑数量。
老规矩,先上个文档,可以自行下载:
http://download.csdn.net/download/pieces_thinking/9942146
在采用FPGA电路设计中,首先要进行芯片选型。而芯片选型都是根据你的设计需求来找器件,不确定需求的话就无从谈起选型。需求可能涉及以下几个方面:
1.时钟速度(逻辑时钟、IO时钟等),不同Family能达到的速度不同
2.时钟数量,不同Family的时钟资源不同
3.IO数目和支持的电平标准
4.板上封装(焊接方式、体积大小)
5.其他各种硬核功能(PowerPC,MGT,GTP,TEMAC等)
6.功耗要求,顺便考虑散热空间
7.非易失性要求,Spartan 3A系列有内置Flash
8.产品调试和升级扩容空间,比如调试时用较大的器件,完成后改用同样封装较小规模的器件
9.最后,当然是选择满足所有要求中性价比最高的一款。
Xilinx 主流芯片选型
XC9500XL系列目前仍然是Xilinx 主要的PLD产品
简评:静态功耗很低,性能指标优于XC9500,主要用于电池供电系统,国内使用者还不是非常广泛
Xilinx的主流FPGA分为两大类,一种侧重于低成本应用,容量中等,性能可以满足一般的逻辑设计要求,如Spartan系列;还有一种侧重于高性能应用,容量大,性能能满足各类高端应用,如Virtex系列,用户可以根据自己实际应用要求进行选择。在性能可以满足的情况下,优于选择低成本器件。
简评:成本低廉,总性能指标不是很优秀,适合低成本应用场合,是Xilinx未来几年在低端FPGA市场上的主要产品,目前市场上低容量型号很容易购买到。大容量相对少一些。
简评:成本低廉,总性能指标不是很优秀,适合低成本应用场合,是Xilinx 未来几年在低端FPGA市场上的主要产品,目前刚刚推出,很多型号还没有大批量生产。
简评:各项指标比上一代VirtexII均有很大的提高,获得2005年EDN杂志最佳产品称号,从2005年年底开始批量生产,将逐步取代VirtexII,VirtexII-Pro,是未来几年Xilinx在高端FPGA市场中的最重要的产品,
Virtex-5目标市场将是电信基础设施、航空航天设备、网络安全、多路数字音视频监控和工业控制应用。面向高性能逻辑应用市场的三款Virtex-5 LX系列平台FPGA,即Virtex-5 LX50、LX85和LX110器件。
简评:Xilinx比较成功的产品,目前在高端产品中使用广泛,新设计推荐用户转到Virtex-4 器件上
简评:Xilinx第一款集成powerPC和高速收发模块的FPGA,新设计推荐用户转到Virtex-4FX器件上
更多可编程器件产品
Xilinx公司还有很多任然在广泛使用的可编程器件产品,如:SpartanIIE,SpartanII,Spartan,Virtex E,XV4000等等,想了解和查看这些产品,
简评:业界第一个低功耗PLD,适合用于电池供电系统,建议改用CoolRunnerII
其他型号还有:XCR3256XL,XCR3384,XCR3960
SPartan:中等规模SRAM工艺FPGA,已经被SpartanIIE,Spartan3等新产品取代。
简评:Xilinx早期的低端FPGA器件
Spartan-II:2.5VSRAM工艺FPGA,SPARTAN的升级产品。
简评:由于SpartanII是Xilinx唯一可以直接支持5v接口的主流FPGA,所以对于一些5v接口应用,仍然是一个比较好的选择
Spartan-IIE:1.8v内核,中等规模FPGA,与Virtex-E的结构基本一样,是Virtex-E的低价格版本。
简评:低成本FPGA,使用仍然很广泛
Virtex/Virtex-E: 大规模SRAM工艺FPGA,逐渐被VirtexII,VirtexII-Pro,Virtex4取代
简评:1999-2002年期间最成功的FPGA,目前已经被VirtexII等FPGA替代
其他型号还有:XCV812E,XCV405E等
早期型号:XC4000系列:主要有XC4000E(5V),XC400XL/XLA(3.3v),XC4000XV(2.5V)容量从64到8464个CLB,此外还有XC3000等更早期间,已经淘汰,不推广。
为大家设计电路提供方便,上海亚锐电子科技有限公司代理Xilinx 芯片器件商用级、工业级的一系列芯片资源,具体型号如下表:
老规矩,先上文档:
中文版:http://download.csdn.net/download/pieces_thinking/9942196
英文版:http://download.csdn.net/download/pieces_thinking/9942230
建议大家下载英文版(2015版=.=)的看,因为中文版发布的时间比较早,如果不能满足大家的学习需求,建议大家去Altera官网去下载最新的文档,正常情况下,官网会定时更新自己的选型手册的。
下面简单介绍下主流的芯片吧,现实中也比较常见的,下图一眼就能看出A厂家的FPGA和CPLD系列型号:
Cyclone I系列FPGA是目前市场上性价比最优且价格最低的FPGA。Cyclone器件具有为大批量价格敏感应用优化的功能集,这些应用市场包括消费类、工业类、汽车业、计算机和通信类。Cyclone器件现正在发售中。
简评:1.5V SRAM工艺,容量从2,910至20,060个逻辑单元,具有多达294912bit嵌入RAM。Cyclone FPGA支持各种单端I/O标准如LVTTL、LVCMOS、PCI和SSTL-2/3,通过LVDS和RSDS标准提供多达129个通道的差分I/O支持。每个LVDS通道高达640Mbps。Cyclone器件具有双数据速率(DDR) SDRAM和FCRAM接口的专用电路。Cyclone I FPGA中有两个锁相环(PLLs)提供六个输出和层次时钟结构,以及复杂设计的时钟管理电路。这些业界最高效架构特性的组合使得FPGA系列成为ASIC最灵活和最合算的替代方案。
简评:Altera Cyclone II 采用全铜层、低K值、1.2伏SRAM工艺设计,裸片尺寸被尽可能最小的优化。采用300毫米晶圆,以TSMC成功的90nm工艺技术为基础,Cyclone II 器件提供了4,608到68,416个逻辑单元(LE),并具有一整套最佳的功能,包括嵌入式18比特x18比特乘法器、专用外部存储器接口电路、4kbit嵌入式存储器块、锁相环(PLL)和高速差分I/O能力。
Cyclone II 器件扩展了FPGA在成本敏感性、大批量应用领域的影响力,延续了第一代Cyclone器件系列的成功。
Cyclone III FPGA是Altera Cyclone系列的第三代产品。Cyclone III FPGA系列前所未有地同时实现了低功耗、低成本和高性能,进一步扩展了FPGA在成本敏感大批量领域中的应用。
(TSMC)的65-nm低功耗(LP)工艺技术,Cyclone III 器件对芯片和软件采取了更多的优化措施,在所有65-nm FPGA中是功耗最低的,在对成本和功耗敏感的大量应用中,提供丰富的特性推动宽带并行处理的发展。
Cyclone III 系列包括8个型号,容量在5K至120K逻辑单元(LE)之间,最多534个用户I/O引脚。Cyclone III 器件具有4-Mbit嵌入式存储器、288个嵌入式18x18乘法器、专用外部存储器接口电路、锁相环(PLL)以及高速差分I/O等。
Cyclone III FPGA系列为成本敏感的各种大批量应用提供多种器件和封装选择。Cyclone III 器件结温在-40°C至125°C之间,有三种温度等级,支持各种工作环境。请参考Cyclone III 器件手册,了解详细信息。
Altera Cyclone IV系列FPGA拓展了Cyclone FPGA系列的领先优势,为市场提供成本最低、功耗最低并具有收发器的FPGA。Cyclone IV FPGA系列含有两种型号——3.125-Gbps收发器的Cyclone IV GX FPGA以及带有1.0V选择的Cyclone IV E FPGA,在降低成本的同时帮助您满足了提高带宽的需求。
Altera Cyclone V FPGA实现了业界最低的系统成本和功耗,其性能水平满足了您突出大批量应用优势的需求。从三种型号中进行选择:
Cyclone V E FPGA
3.125-Gbps收发器的Cyclone V GX FPGA
5G收发器的Cyclone V GT FPGA
ARM9的硬核处理器系统(HPS)和逻辑的Cyclone V SE SoC FPGA
ARM的HPS3.125-Gbps收发器的Cyclone V SX SoC FPGA
ARM的HPS5-Gbps收发器的Cyclone V ST SoC FPGA
简评:Arria GX FPGA 是获得大奖的中端 FPGA 系列。Arria GX FPGA采用了与成熟的 Stratix? II GX 系列相同的收发器技术。通过改进收发器,开发高效的 I/O 单元, Arria GX FPGA 为当今的主流高速协议连接提供了高性价比解决方案。
简评:40-nm Arria II FPGA系列是功耗最低的FPGA,并且带有6.375-Gbps收发器、高达 550 MHz 的高性能数字信号处理 (DSP)。
简评:10G/40G线路卡以及演播室调音台等中端应用,28-nm Arria V FPGA系列为这些应用提供了功耗最低、带宽最大的FPGA
6.5536-GbpsArria V GX FPGA
10.3125-GbpsArria V GT FPGA
12.5 Gbps收发器的Arria V GZ FPGA
ARM(HPS)6.375-GbpsArria V SX SoC FPGA
ARMHPS10.3125-GbpsArria V ST SoC FPGA
简评:Stratix II GX器件在收发器模块中含有特定的硬件知识产权(IP),支持多种主要协议,包括PCI Express、通用电气接口6 Gbps(CEI-6G)、串行数字接口(SDI)、XAUI、SONET、千兆以太网、Serial RapidIOTM 和SerialLite II标准。也可以旁路模块,为定制收发器应用提供解决方案。
在Stratix GX器件中,对收发器进行了优化,可提供低功耗解决方案,特别适合散热困难的背板应用。
Stratix II GX器件采用1.2V、90nm、SRAM工艺,密度范围为33,880至132,540等价LE,具有6.7 Mbits的片内RAM,数字信号处理(DSP)模块提供的(18位×18位)嵌入式乘法器数量高达252个。
除了高速收发器以外,Stratix II GX可提供76个源同步差分信号I/O引脚,带有专用动态相位对齐(DPA)电路,可工作在最大1 Gbps速率下。I/O引脚还具有专用串化器/解串器(SERDES)电路,支持LVDS和HyperTransport? 差分I/O电气标准,以及高速通信接口—包括万兆以太网XSBI、SFI-4、PI-4.2、HyperTransport、RapidIO?和UTOPIA IV标准。
Stratix II GX FPGA系列具有8个锁相环(PLL)和16个全局时钟网络,提供含有多级时钟结构的完整时钟管理解决方案。此外,Stratix II器件还具有设计安全、片内匹配和远程系统升级能力。
Stratix III FPGA 系列含有以下几种型号:
Stratix III L 器件主要针对逻辑较多的应用
Stratix III E 器件主要针对数字信号处理 (DSP) 和存储器较多的应用
简评:1)Stratix III 器件具有纵向移植能力,不仅在L和E型号内部,而且在型号之间都可以实现移植,在器件选择上非常灵活。 Stratix III FPGA第一次可以用作Stratix IV E器件的移植平台。应用笔记AN557:Stratix III至Stratix IV E跨系列移植指南详细介绍了这一移植途径。2)业界领先的体系结构:Altera的Stratix系列有业界一流的体系结构,并进一步在65-nm工艺节点上进行了优化。因此,Stratix III FPGA是您新一代高端系统设计的理想解决方案。3)Stratix III FPGA的关键增强特性包括:
在所有高性能FPGA中,最低的功耗需求 - 比 Stratix II 低 50%,没有热沉或者强制空气散热带来的可靠性风险。
更好的性能推动了下一代系统的发展 – 性能比 Stratix II 高性能FPGA提高了25%。
更大的容量使您能够实现集成度更高的产品,从而降低了成本和电路板面积 – 容量是Stratix II FPGA的两倍。
高达533-MHz DDR3的高性能存储器接口
性能达到1.6 Gbps的LVDS,在LVDS I/O上支持串行千兆位介质无关接口(SGMII)。
简评:Altera 的40-nm解决方案进一步提高了芯片系统 (SoC) 的集成度,使您能够彻底的进行产品创新。Stratix IV FPGA 的8.5 Gbps收发器和快速DDR3存储器接口实现了前所未有的系统带宽,其基础架构具有最高的密度、最好的性能和最低的功耗。Stratix IV FPGA 与HardCopy IV ASIC 结合后,实现了 FPGA和ASIC低风险原型开发的优势。
Stratix IV FPGA 系列包括以下三种器件型号:
Stratix IV GT (基于收发器) FPGA:具有 530K 逻辑单元 (LE) 和 48 个全双工基于 CDR 的收发器,速率达到11.3 Gbps。
Stratix IV GX (基于收发器) FPGA:具有 530K 逻辑单元 (LE) 和 48 个全双工基于 CDR 的收发器,速率达到8.5 Gbps。
Stratix IV E (增强型器件) FPGA:具有 820K LE,23.1-Mbit RAM,1,288 个 18 x 18 位乘法器。
特点:Stratix IV FPGA 支持纵向移植, 在每一系列型号中都能灵活的进行器件选择。而且, Stratix III 和 Stratix IV E器件之间有纵向移植途径,因此,您现在可以在 Stratix III 器件上启动设计,不需要改动 PCB 就能够转到容量更大的 Stratix IV E 器件上。
简评:Altera 28-nm Stratix V FPGA在高端应用中实现了业界最大带宽和最高系统集成度,非常灵活,降低了成本和总功耗。
Stratix V FPGA系列包括四个器件型号:
带有收发器的Stratix V GX FPGA:集成了66个全双工、支持背板应用的14.1-Gbps收发器,以及高达800 MHz的6 x72位DIMM DDR3存储器接口。
带有增强数字信号处理(DSP)功能和收发器的Stratix V GS FPGA:集成了4,096个18位 x 18位高性能精度可调乘法器、支持背板应用的48个全双工、14.1-Gbps收发器,以及高达800 MHz的7 x72位DIMM DDR3存储器接口。
带有收发器的Stratix V GT FPGA:集成了4个28-Gbps收发器,32个全双工、支持12.5Gbps背板应用的收发器,以及高达800 MHz的4 x72位DIMM DDR3存储器接口。
Stratix V E FPGA:具有950K LE、52 Mb RAM、704个18位 x 18位高性能精度可调乘法器和840个I/O。
对于Cyclone V系列由于集成了硬核处理器,所以把FPGA的应用范围又提高了,所以本人也专门对这个系列做了调研,但是实在不想打字了,大家去下载看看吧,感兴趣的话:
http://download.csdn.net/download/pieces_thinking/9942222