Xilinx 7系列FPGA之Spartan-7产品简介

以最低的成本获得无与伦比的性能和功耗效率

如果您对功耗或性能的要求与成本要求一样严苛，那么请使用 Spartan® -7 FPGA。该系列采用 TSMC（台积电） 的 28nm HPL 工艺制造，将小尺寸架构的Xilinx 7 系列FPGA 的广泛功能和符合 RoHS 标准的封装结合在一起，成为 7 系列家族产品中最优化的连接解决方案。

高效的 7 系列 CLB 架构、增强型 DSP 和BRAM 使得该系列FPGA与之前的 Spartan 系列相比，功耗降低了约 50%，但性能却提高了 30%。MicroBlaze™ ，32 位 RISC 处理器在 Spartan-7 设备上提供 200DMIPs 的处理能力。 Spartan-7 设备支持工业、汽车、信息娱乐、消费和通信市场等领域的关键连接和处理应用。

VIVADO 设计套件提供行业领先的工具和 IP 支持

利用 Vivado® Design Suite IP Integrator 中包含 200 多个可用 7 系列 IP 解决方案的庞大目录，快速开始生成自动建构校正模块级设计。为了快速部署 MicroBlaze 处理器，预设可用于微控制器、实时处理器和应用处理器用例。从预设开始，然后进一步自定义特定处理器功能以满足您应用的特定需求。然后使用从支持驱动程序的外设（例如 PWM、UART、串行接口等）目录中拖放 IP 来扩展您的 MicroBlaze 处理器系统。

使用 Vivado Design Suite 的专家级布局布线技术可以更快地实现时序收敛并将资源利用率提高 20%。使用混合语言可以更轻松地验证您的设计，模拟器没有代码行数限制，且无需额外费用。Xilinx 全部免费提供MicroBlaze 处理器、拖放外设、Vivado(R) HLx 设计套件 WebPACK™ 版，和基于 Eclipse 的软件开发工具包，使您能够为这些器件使用速度最快、成本最低的设计工具。

最广泛的所有可编程成本优化产品组合的一部分

Spartan-7 系列补充了 Artix® -7 FPGA 和 Zynq® -7000 All Programmable SoC，为 Xilinx 7 系列产品组合引入了一个全新的低成本切入点，为其目标应用提供了最佳价值。

挑战：降低尺寸和成本，同时提高性能和监控

• 系统要求更高的性能，以实现任意连接和传感器融合

• 系统需要用更少的功率支持电路来实现更小的功率预算

• 外形尺寸不断缩小，以满足更具挑战性的机械尺寸要求

• 无处不在的网络连接的出现需要更高的安全监控

方案：Spartan-7 FPGA

• 以最低的成本实现行业领先的性能功耗比；功率是前代产品的一半，性能则提高 30%

• 200DMIPs 的处理能力，外加带拖放外设的 MicroBlaze 软处理器

• 适用于传统和尖端接口的经济高效的连接解决方案

• 小至 8mm 的符合 RoHS 6/6 标准的封装选项

• 全面的设备安全环境监控

• 可跨行业扩展的最广泛的可编程成本优化产品组合

• 所有商用设备上的 Q 温度等级（–40°C 至 +125°C）

关键功能概述

性能提高、功耗降低

• 功耗仅为前代Spartan系列产品的一半

• 6K 到 102K 逻辑单元

• 最低功耗工业速度等级产品 (-1LI)

• 逻辑性能比上一代 Spartan 系列产品快 30%

• 逻辑资源的智能组合，逻辑容量高达 102K 逻辑单元，适用于高性能系统

• 增强型 DSP 模块在 551MHz 时提供最高达 176GMACs的性能

• 200DMIPs处理能力的 MicroBlaze 处理器采用微控制器、实时处理器或应用处理器配置

• 允许在商业设备上使用的–40°C 至 +125°C的宽温度等级产品

任意连接

• 支持主要的单端和差分 I/O 标准

• 通过 1.25Gb/s 差分 I/O 和高达 240Gb/s 的最大聚合带宽实现更快的连接

• 每个内存控制器具备800Mb/s 的DDR3 线路速率和 25.6Gb/s 的峰值带宽

• 使用优化的软内存控制器以更低的成本和最大的灵活性进行连接

• 通过兼容 3.3V 功能的多电压、多标准高性能 SelectIO™ 接口组简化高带宽接口

最低成本

• 来自 TSMC（台积电） 的 28nm HPL 工艺，具有低成本的封装和专用 IP 块，如集成了双模数转换器和电压/热监控的 XADC ，有助于降低总体物料成本

创新封装

• 8 毫米，业界最小的 28 纳米 FPGA 封装

• 低成本封装

• 符合 RoHS 6/6 标准

安全和监控

• 设备 DNA 序列号和 eFUSE 标识

• AES256 CBC 模式比特流解密 和 SHA-256 比特流对称认证

• 篡改监控及响应

• 集成电源电压和热监控

业界最佳工具流程

• 使用 Vivado Design Suites 的专家级布局布线技术，实现更快的时序收敛和高达 20% 的资源利用率提高

• 裸机、freeRTOS 和 Linux 支持带有拖放外设的 MicroBlaze 处理器

• Vivado IP Integrator 中有 200 多个可用的 IP 解决方案，可用于自动建构校正模块级设计

• 使用 Vivado 的混合语言仿真器可以更轻松地进行验证，无需额外费用且没有代码行数限制

• 免费的 Vivado HL WebPACK 版本支持 Spartan-7 产品设备

特性概述

28nm台积电HPL工艺技术 提供顶级的性能功耗比	可扩展的 7 系列 CLB 架构 灵活的 LUT 可配置为逻辑、分布式 RAM 或移位寄存器 用于系统级集成的 6K – 102K 逻辑单元
设计成本低 成本优化的基于 7 系列的FPGA架构	用于降低 BOM 成本的多个高效集成块，包括具有电源电压和热监控功能的双 12 位模数转换器 XADC 优化的 I/O 标准选择
嵌入式处理 使用 MicroBlaze 软处理器进行更快的嵌入式处理	微控制器、实时处理器或应用处理器配置中的 200+ DMIPs MicroBlaze 处理器
集成内存块容量高达 4.2Mb 具有极大灵活性的 Block RAM	具有字节写使能和可选 FIFO 配置的高效和高性能BRAM 36K BRAM可以拆分成两个独立的18K BRAM
软内存控制器 高效的软内存控制器，提供高灵活性	支持 DDR3/DDR2/LPDDR2 数据速率高达 800Mb/s（25.6Gb/s 峰值带宽） 极高的引脚分配灵活性 软件向导指导整个配置过程
SelectIO接口技术 多电压、多标准 SelectIO 接口banks	高达 1.25Gb/s 的 LVDS 数据速率，以及高达 240Gb/s 的聚合带宽 3.3V 至 1.2V I/O 标准和协议 HSTL 和 SSTL 内存接口 可调整的转换速率有助于增加信号完整性
高效 DSP48E1 Slice 驱动高性能算法和信号处理	每个 slice 包含一个快速的 18x25 宽乘法器，带有 48 位累加器和 25 位预加器 在 551MHz 时能够达到 176GMAC 流水线、平衡、级联、SIMD 支持、集成模式检测和 ALU
广泛的设计安全性 降低系统成本、提高可靠性并保护您的设计	设备 DNA 序列号和 eFUSE 标识 比特流的 AES256 解密和 SHA-256 认证 篡改监控及响应
小型、符合 RoHS 6/6 标准的包装 灵活且低成本，可满足具有挑战性的机械要求	8mm – 27mm 封装尺寸，管脚间距为 0.5mm – 丰富的管脚兼容封装迁移

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• 本文由 孤独的单刀 原创，首发于CSDN平台，博客主页：wuzhikai.blog.csdn.net

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