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Xilinx公司的7系列FPGA包括Artix-7，Kintex-7 和Virtex-7 三個系列。具有超高端連接帶寬，邏輯容量和信號完整性，提供低成本，小型尺寸和大容量的要求嚴格的高性能應用。其中，Kintex-7 FPGA具有較高的性價比，其所組成的收發(fā)器從600Mbps到最高的6.6 Gbps ，達到28.05Gbps。主要用在航空電子、LED背光的平板電視和3D TV、LTE基帶、手持超聲設備、多模式無線電、Prosumer數(shù)碼單反照相機和視頻IP網關。 Xilinx7系列FPGA包括，三個新的FPGA系列，以滿足系統(tǒng)的各種要求，即：從成本降低，外形尺寸小，大容量應用，到超高端連接帶寬，邏輯能力和信號處理，以適應苛刻的應用要求。7系列器件是基于可編程芯片，用于目標設計平臺（Targeted Design Platforms），它使得設計人員能夠從開發(fā)周期的一開始就專注于創(chuàng)新。Artix-7系列：低成本和功率的優(yōu)化，小外形包裝，高功率的應用。Artix-7系列：優(yōu)化的性價比，較前一代有2倍的改善，可用于新一代的FPGA。Virtex-7系列：系統(tǒng)性能較高的優(yōu)化，系統(tǒng)性能提高一倍。采用堆疊硅片互連技術（SSI），形成了設備的高能力。 7系列采用先進的，高性能，低功耗（HPL），28nm，高-k金屬柵極（HKMG）工藝技術。極大地增強了系統(tǒng)的性能，具有I / O帶寬2.9-TB/s，200萬邏輯單元的能力，和5.3 TMAC/-s DSP，比上一代器件少消耗50％的功率，為ASSP和ASIC提供了一個完全可編程的選擇。所有7系列設備共享一個統(tǒng)一的，第四代高級硅片組合模塊（ASMBL）列式架構，其簡化設計和可移植性降低了系統(tǒng)開發(fā)和部署時間。 
圖1 評估板KC705方框圖 表1 Kintex-7 FPGA系列主要應用和特點
7系列FPGA主要特性 •基于6輸入查找表（LUT）技術，可配置為分布式內存的，先進的高性能FPGA邏輯 • 36kB雙端口RAM塊，內置片上數(shù)據緩沖的FIFO邏輯 •高性能的SelectIO技術，支持高達1866 Mb/s的DDR3接口 •高速串行連接功能，內置多千兆位收發(fā)器，從600Mb/s到最大6.6 Gb/s，最高28.05Gb/s的速度，提供了一個特殊的低功耗模式，芯片到芯片接口進行了優(yōu)化 •用戶可配置的模擬接口（XADC），納入雙12位1MSPS模擬-數(shù)字轉換器，具有片上熱傳感器和供電傳感器 • DSP片，以及25×18乘法器，48位累加器，預加法器，用于高性能過濾，包括優(yōu)化對稱系數(shù)過濾 •強大的時鐘管理瓷磚（CMT），結合鎖相環(huán)（PLL）和混合模式時鐘管理器（MMCM），用于實現(xiàn)高精度和低抖動 •集成的PCI Express（PCIe）塊，最高為X8第三代端點和根端口設計。 •多種配置選項，包括，支持商品記憶，256位AES加密及HMAC/SHA-256認證，并內置SEU的檢測和校正 •低成本，線焊接，無蓋倒裝芯片，高信號完整性，倒裝芯片封裝，可以方便在同一系列產品之間互換。所有型號都具有無鉛封裝，并具有可選鉛封裝 •專為高性能和低功耗的28nm HKMG，HPL工藝設計，1.0V核電 壓的工藝技術，和更低功耗的0.9V核電壓選項
圖2 評估板KC705外形圖
圖3 評估板KC705主要元件 KINTEX-7系列在LTE通信應用 KINTEX-7 FPGA提供優(yōu)惠的價格、性能、因此設計人員可以在一個共同的平臺，滿足LTE基帶處理嚴格的延遲要求。 •可編程性使得具有成本效益的這一共同平臺支持多種空中接口，如LTE，WiMAX和WCDMA •通過從微微單元（picocell）到宏單元（macrocell）的擴展和重用設計來降低總成本 •在相同成本的基礎上，比前一代FPGA的容量高3倍，少消耗40％的電力 •支持9.8Gbps CPRI / OBSAI的高吞吐量 •支持6.144Gbps CPRI / OBSAI的一種低成本封裝選項 KINTEX-7系列在醫(yī)療電子應用 支持低成本芯片級封裝的6.144Gbps CPRI / OBSAI，高 I / O帶寬和144GMACS的DSP處理能力，這使得KINTEX-770T FPGA可以高效地用于前端和后端超聲波處理。設計師可以配置一個完全可編程的128通道超聲波，其高檔解決方案規(guī)模可達196或256通道，手持式解決方案為64或32通道。 • 模塊化的五個KINTEX-770T FPGA可用于128通道，降低功耗44％，降低成本45％，比前一代FPGA的外形小57％ • KINTEX-770T的240 DSP片提供了144GMACS，（288GMACS對稱濾波器） •內置支持8個PCI Express Gen1/Gen2渠道，具有高帶寬接口，以支持系統(tǒng) •芯片級封裝，小外形 KINTEX -7系列在廣播設備的應用 KINTEX-7 FPGA具有高成本效益，和低功耗橋的，串行數(shù)字接口（SDI）協(xié)議IP技術，用于長距離的廣域網傳輸，以連接當?shù)毓ぷ魇?現(xiàn)場活動，廣播設施，和使用標準IP網絡的衛(wèi)星上行站。 •減少64％的電耗，比兩個Virtex-6 XC6L130T的設備成本減少了85％（采用了單一的XC7K160T FPGA） •采用高帶寬接口，進一步降低成本，縮小了BOM：72位×1600 Mbps DDR3內存接口功能，只使用單一內 存緩沖。（而前一代FPGA需要兩個或四個內存緩沖） Kintex-7 FPGA系列評估板KC705 KINTEX™-7 FPGA的KC705評估板提供了一個硬件環(huán)境，用于KINTEX-7 XC7K325T-2FFG900C FPGA的設計開發(fā)和評估。 KC705板提供了許多嵌入式處理系統(tǒng)的共同特性，包括，DDR3 SODIMM內存，一個8通道的PCI Express接口，一個三模式以太網物理層（PHY），通用I/ O，一個UART接口。通過使用連接卡（主板上提供的兩個VITA-57 FPGA夾層連接器FMC），可以添加其他功能。并且具有高引腳數(shù)（HPC）和低接腳數(shù)（LPC）FMCS。
圖4 評估板KC705配置電路圖 評估板KC705主要特性 • Kintex-7 XC7K325T-2FFG900C FPGA •1GB DDR3內存的SODIMM •128MB線性BPI閃存 •128MB四SPI（Quad-SPI）閃存 •安全數(shù)字（SD）連接器 •通過Digilent模塊的USB JTAG •時鐘發(fā)生器 • 固定的200 MHz的LVDS振蕩器（差分） • I2C可編程LVDS振蕩器（差分） • SMA連接器（差分） • GTX收發(fā)器時鐘的SMA連接器 • GTX收發(fā)器 • FMC HPC連接器（4個GTX收發(fā)器） • FMC LPC連接器（GTX收發(fā)器） • SMA連接器（TX，RX和REFCLK各一對） • PCI Express（八通道） •小型可插拔（SFP +）連接器 •以太網PHY SGMII接口（RJ-45接口） • PCI Express的端點連接 •第一代8通道（X8） •第二代8通道（X8） • SFP+連接器 •10/100/1000三速以太網PHY • USB至UART橋接 • HDMI接口編解碼器 • I2C總線 •的I2C多路復用器 • I2C EEPROM（1 kB） •用戶I2C可編程3.3V LVDS振蕩器 • DDR3 SODIMM插槽 • HDMI接口編解碼器 • FMC HPC連接器 • FMC LPC連接器 • SFP+連接器 • I2C可編程抖動衰減精密時鐘倍頻 •狀態(tài)指示LED燈 •以太網狀態(tài) •電源良好 • FPGA INIT • FPGA DONE •用戶I/O •用戶LED（八個GPIO） •用戶按鈕（五個方向） • CPU的復位按鈕 •用戶DIP開關（4極的GPIO） •用戶SMA GPIO連接器（一對） • LCD字符顯示（16個字符×2行） •開關 •電源開/關滑動開關 •配置模式DIP開關 • VITA57.1 FMC HPC連接器 • VITA57.1 FMC LPC連接器 •電源管理 •通過TI電源控制器的PMBus電壓和電流監(jiān)控 • XADC頭 •配置選項 •線性BPI閃存 •四個SPI • USB JTAG配置端口 •平臺電纜頭JTAG配置端口 詳情請見: Xilinx Kintex-7 FPGA KC705評估開發(fā)方 GEC 來源:網絡 |
