плис xilinx

Рынок программируемых логических интегральных схем (ПЛИС, FPGA) уже несколько лет показывает невероятные темпы роста. Статистика свидетельствует о том, что ПЛИС семейства Xilinx являются самыми продаваемыми в мире с долей выручки до 40% от общеотраслевого показателя. Кроме того, бренд Xilinx имеет прямое отношение к технологической революции в разработке программируемых вентильных матриц.

Что такое полевой программируемый логический массив

Программируемая пользователем логическая матрица ПЛИС представляет собой интегральную схему (ИС), перепрограммируемую пользователем. Интегральные схемы FPGA состоят из конфигурируемых логических блоков, которые могут быть связаны между собой с помощью программ. 

Эти программы позволяют разработчикам соединять различные блоки, используя или меняя местами логические элементы управления, чтобы понять производительность устройства.

Разработчики предпочитают программируемую пользователем вентильную логику специализированным интегральным схемам (ASIC) из-за их универсальности. Однако более продвинутые приложения позволяют использовать ASIC совместно с FPGA. Следующие 3 главные причины показывают, почему разработчики предпочитают ПЛИС фирмы Xilinx:

1. Прототипирование аппаратного обеспечения: при проектировании электроники важно повторять дизайн с различными аппаратными компонентами. Использование FPGA позволяет легко тестировать различные компоненты на оборудовании без изменения физической структуры компонентов печатной платы.
2. Единовременные затраты на разработку: на рынке есть готовые ПЛИС. Следовательно, разработчики могут решить записать свой код на языке описания оборудования (HDL) на FPGA.
3. Минимальное рыночное время: как объяснялось ранее, отсутствие макета/маски проекта является преимуществом, поскольку пользователь может перепрограммировать ПЛИС.

ПЛИС XILINX

Производитель Xilinx FPGA является крупнейшим производителем программируемых вентильных матриц и возглавляет список восьми других производителей. ПЛИС серии Xilinx сочетают в себе преимущества программируемости процессора с программируемостью аппаратного обеспечения FPGA, при этом делая все это с минимальными затратами.

ПЛИС XILINX Spartan

Основной целью семейства Xilinx FPGA Spartan является производство недорогой FPGA для бытовой электроники. Семейство Spartan также стало неотъемлемой частью повседневной электроники в различных областях, таких как медицина, автомобильная промышленность и т. д., а также подходит для светодиодных вывесок. Дебютный программатор линейки Спартан был впервые разработан в 1998 году. На сегодняшний день в семействе представлены семь серий логических микросхем – от Spartan 1 до Spartan 7.

В 2020 году Xilinx зафиксировала рубеж продаж в более чем 1 миллиард по продажам спартанского семейства Xilinx. Это показало его превосходство над другими ПЛИС в отрасли. Программатор последнего поколения Spartan 7 работает на малом форм-факторе, программном процессоре MicroBlaze с более чем 200 DMIP и поддержке DDR3, построенной на 28-нм зрелом процессе HPL, работающем на частоте 800 МБ/с. Он эффективно применяется в таких приложениях:

• Адаптивная светодиодная система освещения;
• Интерфейс машинного зрения;
• Одноосное управление двигателем;
• Автомобильный формат данных/стандартное преобразование;
• Криптографический движок для приложений V2X.

Spartan 7 имеет лучшее соотношение логики к вводу/выводу при минимальных затратах по сравнению с предыдущими поколениями Spartan. В нем сочетаются сложная система с небольшим размером корпуса 8 нм, сохраняя при этом значительное энергопотребление платы.

ПЛИС этой серии обладают улучшенной производительностью и архитектурой DSP и CLB. Количество логических ресурсов варьируется от 6 000 до 102 000. Пиковая пропускная способность памяти DDR3-800 около 25,6 ГБ/с с программным контроллером памяти около 1,25 ГБ/с LVDS.

Spartan 7 имеет снижение мощности примерно на 50% по сравнению с 45-нм оборудованием и использует металлический затвор с высокой диэлектрической проницаемостью для достижения высокой производительности при низком энергопотреблении. В нем используется XADC и SYSMON для объединения дискретных аналоговых схем и схем мониторинга. Также улучшены интегрированная безопасность и мониторинг: последовательности могут быть прочитаны через JTAG, а их структура зашифрована, поддерживается программный IP-адрес процессора Microblaze. Отдельно стоит отметить широкие возможности подключения ввода/вывода с улучшенным соотношением количества контактов и логики.

Веб-пакет Vivado HLx позволяет повторно использовать дизайн одной и той же системной архитектуры. Усовершенствованный IP-интегратор Vivado использует правильную блочную конструкцию.

ПЛИС XILINX Artix 7

Программатор ПЛИС Xilinx Artix 7 обеспечивает лучшую производительность и экономичность FPGA для обработки сигналов, логики, встроенной памяти, линейной скорости приемопередатчика, интеграции AMS и т. д. 

Он предназначен для использования в многопротокольных камерах машинного зрения, ПЛК, программно-определяемом радио с питанием от батареи, 64-канальном портативном ультразвуковом аппарате, беспроводной транзитной связи.

ПЛИС XILINX Kintex 7

Купить ПЛИС Xilinx Kintex 7 наиболее целесообразно, благодаря его уникальной 28-наномиллиметровой архитектуре. Конструкция обеспечивает самое низкое энергопотребление в семействе Kintex с 50-процентным снижением мощности. Это также экономически выгодно при сохранении оптимальной производительности.

Данная логическая интегральная схема разработана в первую очередь для решений на базе LTE, авионики, плоских дисплеев со светодиодной подсветкой и 3D-телевизоров.

К особенностям KINTEX 7 стоит отнести улучшенную блочная память с достаточным количеством ресурсов DSP, поддержку последовательного соединения до 10,31 ГБ/с, расширенный LC до 148K, интеграция AMS, AXI IP и компоненты VCXO. Также важную рольиграют снижение цены на 50% по сравнению с аналогами плотности 40 нм и поддержка масштабируемости архитектуры в случае повторного использования.

Подсерия ПЛИС Kintex Ultrascale использует тип производительности, управления питанием и тактовой частотой класса ASIC с 20-нм техпроцессом следующего поколения. Он поддерживает быструю обработку пакетов в сетях 100G и приложениях центров обработки данных.

KINTEX ULTRASCALE применяется в выносных радиоголовках радиоблока DFE 8X8 100MHz TD-LTE и с системах 256-канальной обработки медицинских ультразвуковых изображений. Он поддерживает маршрутизацию следующего поколения для быстрого закрытия времени и имеет улучшенную совместимость с ультрамасштабируемыми устройствами Xilinx Virtex для упрощения повторного использования. Поддерживает до 2-скоростных уклонов с высокой степенью использования.