Xilinx芯片选型指导

时间：2022-02-17 13:57:02 | 来源：信息时代

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主流PLD产品

*XC9500Flash工艺PLD,常见型号有XC9536，XC9572，XC95144等。型号后两位表示宏单元数量。

*CoolRunner-II：1.8v低功耗PLD产品

FPGA芯片的组成

1）可编程输入输出单元；

2）基本可编程逻辑单元；

3）完整的时钟管理；

4）嵌入块式RAM；

5）丰富的布线资源；

6）内嵌的底层功能单元和专用硬件模块；

CLB是FPGA内的基本逻辑单元。CLB的实际数量和特性会依器件的不同而不同，但是每个CLB都包含：一个可配置开关矩阵，此矩阵由4或6个输入、一些选型电路（多路复用器等）和触发器组成。开关矩阵是高度灵活的，可以对其进行配置以便处理组合逻辑、移位寄存器或RAM。在Xilinx公司的FPGA器件中，CLB由多个（一般为4个或2个）相同的Slice和附加逻辑构成。

每个CLB模块不仅可以用于实现组合逻辑、时序逻辑，还可以配置为分布式RAM和分布式ROM。

-FPGA内部结构（专用BRAM）

·输入通道：

两个DDR寄存器

·输入通道：

两个DDR寄存器

·输出通道：

·两个DDR寄存器

·两个三态使能

DDR复用器

·独立的时钟和时钟使能，

用于I和O

·共享置位和复位信号

主流FPGA产品

Xilinx的主流FPGA分为两大类，一种侧重低成本应用，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，优先选择低成本器件。

Spartan系列当前主流的芯片包括：

Spartan-2，Spartan-2E，Spartan-3，Spartan-3A，

Spartan-3E，Spartan-6等种类。

1）Spartan-2最高可达20万系统门；

2）Spartan-2E最高可达60万系统门；

3）Spartan-3最高可达500万门；

4）Spartan-3A和Spartan-3E不仅系统门数更大，还增强了大量的内嵌专用乘法器和专用块RAM资源，具备实现复杂数字信号处理和片上可编程系统的能力。

5）Spartan-6系列的FPGA是Xilinx公司于2009年推出的新一代的FPGA芯片，该系列的芯片功耗低，容量大

*Spartan-3/3L:新一代FPGA产品，结构与VirtexII类似，全球第一款90nm工艺FPGA，1.2v内核，于2003年开始陆续推出。

简评：成本低廉，总体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，时下市场上中低容量型号很容易购买到，大容量相对少一些。

*Spartan-3E：基于Spartan-3/3L，对性能和成本进一步优化

*Spartan-6：xilinx最新推出的低成本FPGA

眼下刚刚推出，很多型号还没有大批量生产。

Virtex系列是Xilinx的高端产品，也是业界的顶级产品，Xilinx公司正是凭借Vitex系列产品赢得市场，从而获得FPGA供应商领头羊的地位。可以说Xilinx以其Virtex-6、Virtex-5、Virtex-4、Virtex-IIPro和Virtex-II系列FPGA产品引领现场可编程门阵列行业。

Virtex-4系列的FPGA采用了高级硅模组（Advanced

SiliconModularBlock,ASMBL）架构。ASMBL通过使用独

特的基于列的结构，实现了支持多专门领域应用平台的概

念。每列代表一个具有专门功能的硅子系统，如逻辑资源、存储器、I/O、DSP、处理、硬IP和混

合信号等。Xilinx公司通过组合不同功能列，组装成面向特定应用类别的专门领域FPGA（与专用不同，专用是指一项单一应用）。

4、Virtex-5、Virtex-6等种类。

*Virtex-II:2002年推出，0.15um工艺，1.5v内核，大规模高端FPGA产品

*Virtex-IIpro:基于VirtexII的结构，内部集成CPU和高速接口的FPGA产品

*Virtex-4:xilinx最新一代高端FPGA产品，采用90nm工艺制造，包含三个子系列：面向逻辑密集的设计：Virtex-4LX，面向高性能信号处理应用：Virtex-4SX，面向高速串行连接和嵌入式处理应用：Virtex-4FX。

简评：各项指标比上一代VirtexII均有很大提高，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-5：65nm工艺的产品

*Virtex-6：最新的高性能FPGA产品，45nm

*Virtex-7：2011年推出的超高端FPGA产品。