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賽靈思今天隆重宣布推出全新下一代7系列FPGA。賽靈思公司質(zhì)量管理和新產(chǎn)品導(dǎo)入全球高級(jí)副總裁湯立人和亞太區(qū)市場(chǎng)及應(yīng)用總監(jiān)張宇清專程來(lái)北京向媒體介紹了新產(chǎn)品的情況并回答了媒體的問(wèn)題。筆者現(xiàn)將所見(jiàn)所聞匯報(bào)如下。 總體來(lái)說(shuō)，賽靈思全新7系列FPGA基于業(yè)界首個(gè)統(tǒng)一且可擴(kuò)展架構(gòu)，功耗降低一半，容量可達(dá)200萬(wàn)邏輯單元。全新一代產(chǎn)品包括Virtex-7、Kintex-7和Artix-7三個(gè)產(chǎn)品系列。 更多取代ASIC/ASSP 湯立人先生介紹說(shuō)，F(xiàn)PGA要取代ASIC或ASSP應(yīng)用的主要障礙有四：需要達(dá)到更高的系統(tǒng)性能、更大的容量、更低的成本和更低的功耗，其中功耗上關(guān)鍵的制約因素。賽靈思全新的28納米工藝7系列產(chǎn)品的首要目標(biāo)就是降低功耗。由于功耗方面的改進(jìn)，湯先生說(shuō)，賽靈思FPGA的應(yīng)用市場(chǎng)可以從6系列的70億美元擴(kuò)展到111億美元，進(jìn)一步蠶食ASIC/ASSP的市場(chǎng)份額。 Virtex-7、Kintex-7和Artix-7 這三個(gè)系列的產(chǎn)品定位明確。Virtex取vertex（頂點(diǎn)）的諧音，代表了FPGA的最高水平、最強(qiáng)功能，其容量最大。Virtex-7容量擴(kuò)大了2.5倍，可達(dá)200萬(wàn)個(gè)邏輯單元，串行帶寬高達(dá)1.9Tbps，線速高達(dá)28Gbps，與上一代相比性能翻番，旨在滿足有線通信基礎(chǔ)設(shè)施、高性能計(jì)算系統(tǒng)和航空/航天/軍工等應(yīng)用對(duì)高性能的要求。另外，該系列包括EasyPath-7成本降低解決方案，有助于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 Kintex意指kinetic（動(dòng)力的），主要針對(duì)無(wú)線應(yīng)用，性價(jià)比最佳。Kintex-7以Virtex-6一半的成本和功耗實(shí)現(xiàn)同等性能，不僅能滿足嚴(yán)格的功耗和成本需求，而且能夠滿足新一代廣播系統(tǒng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用對(duì)帶寬的巨大需求。 Artix取意Arctic（北極），代表“冷”和低功耗。Artix是業(yè)界功耗和成本最低的FPGA系列產(chǎn)品。與Spartan-6相比，Artix-7的功耗降低了一半，成本降低了35%，占位面積縮減50%，是取代ASIC/ASSP的主力FPGA。（注：Spartan系列由于架構(gòu)方面的限制將不再延續(xù)。） 三個(gè)系列的典型目標(biāo)應(yīng)用是這樣的：Artix-7針對(duì)便攜式超聲設(shè)備和數(shù)碼單反相機(jī)，Kintex-7針對(duì)LTE無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備和3D電視平板顯示器，Virtex-7針對(duì)下一代有線接入設(shè)備和高性能計(jì)算。 功耗如何降低 Xilinx的第七代FPGA從降低芯片靜態(tài)功耗、降低動(dòng)態(tài)功耗、降低I/O功耗和軟件多個(gè)個(gè)方面來(lái)提高功耗效率。通過(guò)高性能低功耗工藝、晶體管優(yōu)化選擇、存儲(chǔ)器電壓從2.5V降至1.8V、BRAM空閑時(shí)斷電這些措施，芯片的靜態(tài)功耗得以降低。通過(guò)工藝微縮、硬模塊優(yōu)化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功耗的降低。通過(guò)部分重新配置和時(shí)鐘/邏輯門(mén)優(yōu)化這些軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，系統(tǒng)的功耗得以進(jìn)一步降低。最后的結(jié)果是，I/O功耗降低了30%，動(dòng)態(tài)功耗降低25%以上，靜態(tài)功耗降低了65%，總體功耗降低一半。或者說(shuō)，在系統(tǒng)功耗預(yù)算相同的情況下，性能容量提高了一倍。 高端ASIC替代實(shí)例 張宇清先生用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明如何用FPGA來(lái)替代高端ASIC。由于對(duì)容量和連接性要求極高，有線通信的橋接器通常采用ASIC方案，典型的是65nm 300G Interlaken橋接器。Xilinx的Virtex-7超高端FPGA可替代ASIC成為全球首款單芯片300G可編程橋接器，性能超過(guò)65nm ASIC，如下圖所示。 
取代ASSP 目前，高級(jí)數(shù)碼相機(jī)日益流行，預(yù)計(jì)到2010年數(shù)碼相機(jī)的銷售量達(dá)到1.5億臺(tái)，而單反相機(jī)將占相機(jī)總數(shù)的10%。單反相機(jī)為FPGA帶來(lái)7,500萬(wàn)~15,000萬(wàn)美元的巨大商機(jī)。因?yàn)閱畏聪鄼C(jī)屬于耐用品，換代較慢，廠商會(huì)盡量避免IC過(guò)時(shí)造成的斷貨。自動(dòng)對(duì)焦要求高精度的電機(jī)控制，對(duì)芯片速度要求很高。另外，作為便攜產(chǎn)品它要求功耗芯片，成本不能超過(guò)10美元。 下圖顯示，用Artix-7來(lái)替代多個(gè)ASSP芯片，可實(shí)現(xiàn)成本降低66%，功耗降低37%，尺寸縮小85%。
現(xiàn)在就可以開(kāi)始設(shè)計(jì) 雖然Xilinx的7系列第一批產(chǎn)品在明年第一季才可上市，但設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在就可以開(kāi)始基于7系列FPGA的設(shè)計(jì)。支持7系列的設(shè)計(jì)ISE套件測(cè)試版現(xiàn)已供貨，而這一設(shè)計(jì)套件允許軟硬件分開(kāi)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)無(wú)需等到硬件到貨便可先行開(kāi)始軟件設(shè)計(jì)。利用Xilinx提供的7系列仿真FPGA板卡，軟件設(shè)計(jì)完成（大約一年）后7系列芯片便已上市，那時(shí)再進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，這樣可大大縮短開(kāi)發(fā)周期。 器件型號(hào)及性能 下面的圖片分別顯示了三個(gè)系列FPGA的型號(hào)和性能/功能情況。欲知Xilinx 7系列FPGA的最新資料，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.xilinx.com/7。
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