Menu English Ukrainian Tiếng Nga Trang Chủ

Thư viện kỹ thuật miễn phí cho những người có sở thích và chuyên gia Thư viện kỹ thuật miễn phí


ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

FPGA hiện đại từ loạt XILINX: VIRTEX. Dữ liệu tham khảo

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Ứng dụng của microcircuits

 Bình luận bài viết

Năm 2014, công ty Mỹ Xilinx kỷ niệm 30 năm thành lập. Ngay từ giai đoạn đầu của sự tồn tại, vào năm 1984, công ty đã đề xuất một loại chip logic mới - tinh thể ma trận cơ bản có thể lập trình lại của người dùng (Field Programmable Gate Array, hoặc FPGA). Các vi mạch đã mang lại cho nhà thiết kế điện tử những lợi ích của các tinh thể ma trận cơ bản tiêu chuẩn trong khi cho phép thiết kế, cấu hình, gỡ lỗi, sửa lỗi và cấu hình lại vi mạch trên trang web công việc. Kết quả là, tính linh hoạt của thiết bị đã được cải thiện và thời gian đưa thành phẩm ra thị trường giảm đáng kể. Những thành tựu của Xilinx cho đến nay là gì?

Giới thiệu

Hôm nay, Xilinx phát hành một số loạt FPGA. Chúng được chia thành FPGA - tinh thể ma trận cơ bản có thể lập trình lại do người dùng - và CPLD (Thiết bị logic lập trình phức tạp) - thiết bị logic có thể lập trình phức tạp. Trong mỗi loạt - từ một đến một số họ, lần lượt chứa các vi mạch khác nhau về dung lượng, tốc độ và loại gói (xem hình). Các tính năng chính của Xilinx FPGA (tính đến đầu năm 2004):

• một lượng tài nguyên đáng kể: hơn 10 triệu cổng hệ thống trên mỗi chip;
• hiệu suất cao: tần số hệ thống trên 400 MHz;
• công nghệ sản xuất hứa hẹn: tiêu chuẩn topo lên đến 90 nm, kim loại hóa chín lớp, bao gồm cả đồng;
• kiến ​​trúc linh hoạt cao với nhiều tính năng hệ thống: RAM phân tán bên trong và khối, logic truyền nhanh, bộ đệm bên trong trạng thái thứ ba, v.v.;
• khả năng khởi tạo và xác minh thông qua JTAG;
• khả năng lập trình trực tiếp trong hệ thống;
• nhiều loại sản phẩm: từ các vi mạch rẻ tiền và tương đối đơn giản để thực hiện các dự án logic quy mô lớn đến các vi mạch rất phức tạp để tạo các công cụ xử lý tín hiệu số tốc độ cao, mô hình hóa và nguyên mẫu các loại bộ xử lý, thiết bị máy tính mới, v.v.;
• chu kỳ thiết kế ngắn và thời gian biên dịch thấp;
• các công cụ thiết kế rẻ tiền (kể cả những công cụ miễn phí).

Xilinx sản xuất FPGA dựa trên ba loại bộ nhớ:

• SRAM (kiểu FPGA). Trong trường hợp này, cấu hình mạch được lưu trữ trong bộ nhớ trong, "bóng tối", RAM và quá trình khởi tạo được thực hiện từ một mảng bộ nhớ ngoài. Chuỗi cấu hình (dòng bit) có thể được tải trực tiếp vào FPGA trong hệ thống và được tải lại không giới hạn số lần. Việc khởi tạo FPGA được thực hiện tự động từ ROM khởi động bên ngoài khi điện áp cung cấp được áp dụng hoặc bị cưỡng bức bởi một tín hiệu đặc biệt. Quá trình khởi tạo mất 20-200 ms, trong thời gian đó các chân của FPGA ở trạng thái điện trở cao (được kéo lên một đơn vị logic). Các FPGA thuộc loại này bao gồm các vi mạch thuộc dòng Virtex, Spartan;
• bộ nhớ flash. Cấu hình được lưu trữ trong bộ nhớ flash cố định bên trong và có thể được ghi đè bất cứ lúc nào trực tiếp từ PC thông qua cổng JTAG, loại bỏ sự cần thiết của một lập trình viên. Thông qua JTAG, thử nghiệm nội bộ của mạch cũng được cung cấp. Công nghệ này được sử dụng cho các CPLD thuộc dòng XC9500;
• EEPROM. Trong các FPGA như vậy, cấu hình được lưu trữ trong EEPROM nội bộ không bay hơi và bất kỳ lúc nào nó cũng có thể được ghi đè trực tiếp từ PC. CPLD của dòng CoolRunner được tạo ra bằng công nghệ này.

Trong giai đoạn gỡ lỗi, cấu hình có thể được tải xuống từ máy tính bằng ba loại cáp: MultiPRO Desktop Tool, Parallel Cable IV và MultiLinx Cable. Tất cả các loại cáp đều hỗ trợ lập trình chip CPLD không có cổng JTAG. Khi chọn cáp, cần phải tính đến các đặc tính của chúng, được đưa ra dưới đây:

Công cụ máy tính để bàn MultiPRO kết nối với cổng song song của PC, hỗ trợ lập trình / cấu hình trong hệ thống của tất cả các FPGA Xilinx, cũng như lập trình ngoại tuyến các FPGA dòng CoolRunner-ll và các PROM dòng XC18V00 và PlatformFlash. Đồng thời, sự hiện diện trong một bộ của cả bản thân bộ lập trình và cáp tải xuống giúp giảm chi phí của một bộ công cụ để gỡ lỗi và lập trình;

Cáp song song IV kết nối với cổng song song PC, hỗ trợ khởi động FPGA và lập trình CPLD, đọc lại cấu hình qua cổng JTAG. Điện áp nguồn được cung cấp từ nguồn 5 V bên ngoài. Việc cung cấp cáp bao gồm một bộ chuyển đổi được thiết kế để cung cấp điện áp cho cáp từ cổng PS / 2 của máy tính;

Cáp MultiLinx kết nối với cổng RS-232 của PC hoặc máy trạm, cũng như với cổng USB của PC. Điện áp cung cấp (5; 3,3; 2,5 V) được cung cấp từ bảng.

FPGA hiện đại từ loạt XILINX: VIRTEX. Dữ liệu tham khảo. Xilinx FPGA
Cơm. 1. Xilinx FPGA

Xilinx cung cấp một bộ phần mềm hoàn chỉnh cho phép bạn triển khai một dự án dựa trên các FPGA đã phát hành. Phần mềm này bao gồm đầu vào sơ đồ và văn bản, tổng hợp VHDL/Verilog, mô phỏng chức năng, theo dõi tinh thể, mô phỏng sau theo dõi, v.v. Ngoài ra, Xilinx còn phát triển các mô-đun chuyên dụng, cái gọi là lõi logic, có thể được sử dụng làm thành phần thư viện khi thiết kế các thiết bị dựa trên FPGA.

Phân loại ngắn gọn các microcircuits XILINX hiện đại

Cho đến nay, các FPGA Xilinx sau đây là hứa hẹn nhất:

• Dòng FPGA Virtex;
• FPGA của dòng Spartan, ngoại trừ các chip thuộc họ Spartan (điện áp cung cấp 5 V) và Spartan-XL (3,3 V);
• Dòng CPLD XC9500;
• Dòng CPLD CoolRunner-ll.

Việc sử dụng các dòng Xilinx FPGA khác hiện đang được sản xuất trong các phát triển mới không được khuyến khích. Do đó, chúng tôi sẽ không xem xét chúng.

Dòng VIRTEX

Dòng FPGA bao gồm bốn họ: Virtex, Virtex-E, Virtex-ll và Virtex-ll Pro. Được phát hành vào cuối năm 1998, dòng Virtex đã mở rộng các FPGA kiểu FPGA truyền thống với một bộ tính năng mạnh mẽ để giải quyết các thách thức về thiết kế hệ thống hiệu suất cao. Dòng FPGA có kiến ​​trúc linh hoạt bao gồm ma trận các khối logic có thể định cấu hình (Khối logic có thể cấu hình - CLB) được bao quanh bởi các khối I / O có thể lập trình (Khối đầu vào-đầu ra - SE). Logic tăng tốc chuyên dụng cho số học tốc độ cao, hỗ trợ hệ số nhân chuyên dụng, chuỗi xếp tầng cho các chức năng đầu vào cao, nhiều thanh ghi / chốt hỗ trợ xung nhịp với thiết lập và đặt lại đồng bộ / không đồng bộ, tốc độ cân bằng bus nội bộ ba trạng thái và mật độ đóng gói logic.

Hệ thống phân cấp các phần tử bộ nhớ của vi mạch dòng bao gồm: bộ nhớ phân tán dựa trên các bảng tra cứu bốn đầu vào (4-LUT - Look-Up Table), được cấu hình dưới dạng RAM 16 bit hoặc thanh ghi dịch chuyển 16 bit; bộ nhớ khối tích hợp (mỗi khối được cấu hình như RAM cổng kép đồng bộ) và giao diện với các mô-đun bộ nhớ ngoài. Các FPGA của dòng này hỗ trợ hầu hết các tiêu chuẩn I / O (công nghệ SelectIO ™) và các FPGA thuộc các dòng sau này hỗ trợ các tiêu chuẩn truyền tín hiệu vi sai - LVDS (Tín hiệu vi sai điện áp thấp), BLVDS (Bus LVDS), LVPECL (Bộ phát tín hiệu tích cực điện áp thấp- Logic ghép nối). Các mạch điều khiển thời gian tích hợp tốc độ cao được cung cấp. Thiết kế được thực hiện bằng gói phần mềm ISE (Môi trường Phần mềm Tích hợp) chạy trên PC hoặc máy trạm: ISE BaseX, ISE Foundation, ISE Alliance. Các chip của dòng Virtex được sản xuất với các chỉ tiêu tôpô là 0,22-0,15 micrômét và kim loại hóa nhiều lớp. Tất cả các microcircuits của loạt sản phẩm đều được kiểm tra tại nhà máy 100%.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các họ chính của vi mạch có trong loạt Virtex.

Họ Virtex - thế hệ thứ tư của chip FPGA sau khi phát hành năm 1984 của FPGA đầu tiên thuộc loại này. Lần đầu tiên, các vi mạch FPGA thuộc họ đã cho phép thực hiện không chỉ các chức năng logic thông thường, mà còn cả các hoạt động vẫn được thực hiện bởi các sản phẩm chuyên dụng riêng biệt. Với sự ra đời của họ Virtex, FPGA đã chuyển từ thể loại mạch logic kết nối với nhau sang loại thiết bị lập trình đóng vai trò là trung tâm của các hệ thống kỹ thuật số.

Các tính năng chính của dòng FPGA Virtex: hiệu suất cao (lên đến 200 MHz), dung lượng logic lớn (50 nghìn-1 triệu cổng hệ thống), điện áp cung cấp lõi 2,5 V, khả năng tương thích với bus PCI 66 MHz, hỗ trợ " chức năng trao đổi nóng "cho Compact PCI (Bảng 1). Các chip gia đình này hỗ trợ 16 tiêu chuẩn I / O hiệu suất cao, bao gồm LVTTL, LVCMOS2, PCI33, PCI66, GTL / GTL +, SSTL, HSTL, AGP và CTT, cũng như kết nối trực tiếp với các thiết bị KZBTRAM. Các mạch điều khiển thời gian tích hợp bao gồm bốn mô-đun DLL-Delay-Locked Loop được tích hợp sẵn và bốn mạng phân phối xung nhịp diện rộng với tốc độ tăng cạnh nhanh cộng với 24 mạng đồng hồ cục bộ. Mỗi khối bộ nhớ trên bo mạch được định cấu hình là RAM 4Kb cổng kép đồng bộ (tổng dung lượng tối đa 128Kb).

Bảng 1. Các thông số của vi mạch thuộc họ Virtex

Thông số XCV50 XCV100 XCV150 XCV200 XCV300 XCV1000 XCV1000 XCV800 XCV150
Ma trận KLB 16x24 20x30 24x36 28x42 32x48 40x60 48x72 56x84 64x96
Số ô logic 1728 2700 3888 5292 6912 10800 15552 21168 27648
Số lượng van hệ thống 57906 108904 164674 236666 322970 468252 661111 888439 1124022
Kích thước bộ nhớ khối, bit 32768 40960 49152 57344 65536 81920 98304 114688 131072
Dung lượng bộ nhớ được phân phối, bit 24576 38400 55296 75264 98304 153600 221184 301056 393216
Số phần tử DLL 4
Số lượng tiêu chuẩn I / O được hỗ trợ 17
Phân cấp tốc độ, lớp 4,5,6
Số lượng địa chỉ liên hệ của người dùng, tối đa (MCPC) 180 180 260 284 316 404 512 512 512
MChPK trong hộp CS144 (12x12 mm) 94 94 _ _ _ _ _ _ _
TQ144 (20x20mm) 98 98 - - - - - - -
PQ240 / HQ240 (32x32mm) 166 166 166 166 166 166 166 166 -
BG256 (27x27mm) 180 180 180 180 - - - - -
BG352 (35x35mm) - - 260 260 260 - - - -
BG432 (40x40mm) - - - - 316 316 316 316 -
BG560 (42,5x42,5mm) - - - - - 404 404 404 404
FG256 (17x17mm) 176 176 176 176 - - - - -
FG456 (23x23mm) - - 260 284 312 - - - -
FG676 (27x27mm) - - - - - 404 444 444 -
FG680 (40x40mm) - - - - - - 512 512 512

Microcircuits của họ được sản xuất theo công nghệ CMOS 0,22 micron với lớp kim loại hóa năm lớp.

Họ Virtex-E, được phát hành vào tháng 1999 năm 320, có thể so sánh về các đặc điểm và tính chất của nó với các ASIC chuyên dụng. Các chip FPGA của họ được thiết kế cho các hệ thống trao đổi dữ liệu và xử lý tín hiệu kỹ thuật số. So với các vi mạch thuộc họ đầu tiên, chúng có đặc điểm là hiệu suất cao hơn (tần số hệ thống lên đến 2 MHz) và dung lượng logic lớn hơn (hơn 2 triệu cổng hệ thống, Bảng 32). Giống như họ trước, công nghệ SelectIO ™ cung cấp hỗ trợ cho nhiều tiêu chuẩn I / O, lần đầu tiên bao gồm các tiêu chuẩn truyền dẫn khác biệt - LVDS, BLVDS, LVPECL. Các chip của họ hỗ trợ 64/33-bit, 66/1,8-MHz PCI. Điện áp cung cấp cho lõi là 8,75 V. Hệ thống bộ nhớ ba cấp phân cấp có cấu trúc giống như dòng trước. Nhưng dung lượng tối đa của bộ nhớ khối đã được tăng lên 1120 lần - lên đến 200 kbit. Ngoài ra còn có các giao diện nhanh với RAM hiệu suất cao bên ngoài như ZBTSRAM 200MHz và DDR SDRAM XNUMXMbps.
Sự xuất hiện của họ chip Virtex-E được tạo ra nhờ sự chuyển đổi từ công nghệ CMOS 0,22 µm với quy trình mạ năm lớp sang quy trình 0,18 µm và mạ sáu lớp.

Do đó, trong các vi mạch của họ này, so với Virtex, các vi mạch sau được tăng lên:

• năng lực lôgic tương đương (ba lần);
• số tiêu chuẩn I/O được hỗ trợ (từ 17 đến 20);
• số lượng liên hệ đầu vào-đầu ra tối đa của người dùng (gấp 1,5 lần, từ 512 lên 804);
• hiệu suất của các đơn vị I/O (1,5 lần - từ 200 đến 320 MHz);
• số lượng mô-đun điều chỉnh độ trễ tích hợp - DLL-mô-đun (hai lần - từ bốn đến tám);
• số khối I / O của người dùng (lên đến 560).

Bảng 2. Thông số chip họ Virtex-E

Thông số XCV50E XCV100E XCV200E XCV300E XCV400E XCV600E XCV200E XCV600E XCV300E
Ma trận KLB 16x24 20x30 28x42 32x48 40x60 48x72 64x96 72x108 80x120
Số ô logic 1728 2700 5292 6912 10800 15552 27648 34992 43200
Số lượng van hệ thống 71693 128236 306393 411955 569952 952 1569178 2188742 2541952
Kích thước bộ nhớ khối, bit 65536 81920 114688 131072 163840 294912 393216 589824 655360
Dung lượng bộ nhớ được phân phối, bit 24576 38400 75264 98304 153600 221184 393216 497664 614400
Số lượng DLL 8
Số lượng tiêu chuẩn I / O được hỗ trợ 20
Phân cấp tốc độ, lớp 6,7,8
Số lượng liên hệ người dùng tối đa (MPPC) 176 176 284 316 404 512 660 724 804
MChPK trong hộp CS144 (12x12 mm) 94 94 94 _ _ _ _ _ _
PQ240 / HQ240 (32x32mm) 158 158 158 158 158 158 158 - -
BG352 (35x35mm) - 196 260 260 - - - - -
BG432 (40x40mm) - - - 316 316 316 - - -
BG560 (42,5x42,5mm) - - - - - - 404 404 404
FG256 (17x17mm) 176 176 176 176 - - - - -
FG456 (23x23mm) - - 284 312 - - - - -
FG676 (27x27mm) - - - - 404 444 - - -
FG680 (40x40mm) - - - - - 512 512 512 512
FG860 (42,5x42,5mm) - - - - - - 660 660 660
FG900 (31x31mm) - -
-
- - 512 660 700 -
FG1156 (35x35mm) - -
-
- - - 660 724 804

Nhiều hệ thống mạng và hình ảnh hiệu suất cao yêu cầu dung lượng RAM lớn. Đáp lại, Xilinx đã phát hành phiên bản bộ nhớ lớn hơn của họ Virtex-E vào đầu năm 2000, Virtex-EM (XCV504E và XCV812E).

Bảng 3. Thông số của các chip tăng dung lượng bộ nhớ khối thuộc họ Virtex-EM

Thông số XCV405E XCV812E
Ma trận KLB 40x60 56x84
Số ô logic 10 800 21168
Số lượng van hệ thống 1373634 2348810
Kích thước bộ nhớ khối, bit 573440 1146880
Dung lượng bộ nhớ được phân phối, bit 153600 301056
Số lượng DLL 8 8
Số lượng tiêu chuẩn I / O được hỗ trợ 20 20
Phân cấp tốc độ, lớp 6,7,8 6,7,8
ICPC 404 556
MChPK trong gói BG560 (42,5x42,5 mm) 404 -
FG676 (27x27mm) 404 -
FG900 (31x31mm) - 556

Các vi mạch này là một nền tảng hiệu quả và đáng tin cậy để xây dựng các hệ thống chuyển mạch với tốc độ truyền 160 Gbit/s (Bảng 3). Thông lượng cao đạt được bằng cách tăng kích thước của bộ nhớ khối hai cổng lên 1 Mbit và sử dụng hai lớp (phân phối tín hiệu trên và đồng hồ) trong lớp kim loại hóa sáu lớp, được chế tạo bằng công nghệ đồng.

Họ Virtex II thực hiện một hệ tư tưởng mới cho việc hình thành các nền tảng FPGA, cho phép FPGA trở thành thành phần chính của một thiết bị kỹ thuật số. Trên một chip thuộc họ Virtex-ll, bạn có thể tạo ra một hệ thống kỹ thuật số phức tạp với dung lượng hợp lý lên đến 8 triệu cổng hệ thống. Đồng thời, so với một mạch tích hợp tùy chỉnh có cùng chức năng, thời gian phát triển giảm đáng kể. Họ Virtex-ll bao gồm 11 vi mạch khác nhau về dung lượng logic (Bảng 4).

Bảng 4. Các thông số chính của FPGA thuộc họ Virtex-ll

Thông số XC2V40 XC2V80 XC2V250 XC2V50 XC2V1000 XC2V1500 XC2V2000 XC2V3000 XC2V4000 XC2V6000 XC2V8000
Số lượng van hệ thống 40 80 250 500 1 M 1,5 M 2 triệu 3 triệu 4 triệu 6 M 8 triệu
Ma trận KLB 8x8 16x8 24x16 32x24 40x32 48x40 56x48 64x56 80x72 96x88 112x104
Số ô logic 576 1152 3456 6912 11520 17280 24192 32256 51840 76032 104832
Số lượng đăng ký trong KLB 512 1024 3072 6144 102430 15360 21504 28672 46080 67584 93184
Dung lượng bộ nhớ được phân phối, kb / giây 8 16 48 96 160 240 336 448 720 1056 1456
Kích thước bộ nhớ khối, kb / giây 72 144 432 576 720 864 1008 1728 2160 2592 3024
Số nhân 18x18 4 8 24 32 40 48 56 96 120 144 168
Số lượng DCM 4 8 8 8 8 8 8 12 12 12 12
Tần số đồng hồ DCM, MHz, min./max. 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420
Phân cấp tốc độ, lớp 4,5,6
ICPC 88 120 200 264 432 528 624 720 912 1 104 1 108
Các cặp vi sai 44 60 100 132 216 264 312 360 456 552 554
MChPK trong hộp CS144 (12x12 mm) 88 92 92 - - - - - - - -
BG575 (31x31mm) - - - - 328 392 - - - - -
BG728 (35x35mm) - - - - - - - 516 - - -
FG256 (17x17mm) 88 120 172 172 172 - - - - - -
FG456 (23x23mm) - - 200 264 324 - - - - - -
FG676 (27x27mm) - - - - - 392 456 484 - - -
FF896 (31x31mm) - - - - 432 528 624 - - - -
FF1152 (35x35mm) - - - - - - - 720 824 824 824
FF1517 (40x40mm) - - - - - - - - 912 1104 1108
BF957 (40x40mm) - - - - - - 624 684 684 684 -

Dòng sản phẩm này thích hợp cho việc thiết kế nhiều loại hệ thống hiệu suất cao với mức độ tích hợp thấp và cao, chẳng hạn như thiết bị truyền thông dữ liệu và thiết bị xử lý tín hiệu kỹ thuật số. Các chip thuộc họ Virtex-ll thực hiện các giải pháp hoàn chỉnh trong lĩnh vực viễn thông, hệ thống mạng, truyền thông không dây, xử lý tín hiệu kỹ thuật số sử dụng giao diện PCI, LVDS và DDR. Một ví dụ về các giải pháp như vậy là việc triển khai các bộ vi xử lý PowerPC 405 và MicroBlaze. Công nghệ CMOS được sử dụng để sản xuất vi mạch với các chỉ tiêu topo 0,12-0,15 micromet và tám lớp kim loại hóa giúp bạn có thể thực hiện các dự án với tốc độ cao và tiêu thụ điện năng thấp.

Dung lượng logic của vi mạch thuộc họ Virtex-ll là 40 nghìn 8 triệu cổng hệ thống trên một chip, tần số xung nhịp bên trong vượt quá 400 MHz, tốc độ trao đổi dữ liệu trên 840 Mbps trên một chân đầu vào - đầu ra. Dung lượng bộ nhớ phân tán đạt 1,5 Mbit, bộ nhớ trong, được thực hiện trên các khối RAM cổng kép với dung lượng 18 kbit mỗi khối là 3 Mbit. Cung cấp giao diện với các mô-đun bộ nhớ ngoài như DDR-SDRAM, QDR ™ -SRAM và Sigma RAM.

Các vi mạch dòng họ chứa các khối nhân 18x18 bit, lên đến 93184 thanh ghi / chốt với kích hoạt đồng hồ và thiết lập và đặt lại đồng bộ / không đồng bộ, và bộ tạo chức năng 93184 (4-LUT). Điều khiển thời gian được cung cấp bởi tối đa 12 mô-đun điều khiển thời gian (DCM) và 16 bộ ghép kênh đồng hồ toàn cầu. Cung cấp khả năng tinh chỉnh các cạnh xung nhịp, nhân tần số, phân chia tần số, dịch pha độ phân giải cao và bảo vệ EMI.

Công nghệ Active Interconnect được sử dụng giúp có được cấu trúc định tuyến phân đoạn thế hệ thứ tư với độ trễ có thể dự đoán được mà không phụ thuộc vào hệ số fanout đầu ra.

Lên đến 1108 khối I / O do người dùng lập trình, 19 tiêu chuẩn I / O đơn cực và sáu tiêu chuẩn I / O vi sai hỗ trợ hầu hết các tiêu chuẩn tín hiệu kỹ thuật số. Các thanh ghi đầu vào và đầu ra tốc độ dữ liệu kép được tích hợp sẵn cung cấp tín hiệu LVDS ở tốc độ 840 Mbps. Công suất hiện tại có thể lập trình - 2-24 mA cho mỗi đầu ra.

Trở kháng của mỗi khối I / O có thể lập trình được. Chip Virtex-ll tương thích với các bus PCI-133/66/33 MHz. Có năm chế độ tải cấu hình. Mã hóa trình tự cấu hình được thực hiện theo tiêu chuẩn TRIPLE DES, hỗ trợ cấu hình - theo tiêu chuẩn IEEE 1532. Có thể cấu hình lại một phần. Điện áp cung cấp của lõi tinh thể là 1,5 V, các đơn vị đầu vào-đầu ra - 1,5-3,3 V, tùy thuộc vào tiêu chuẩn tín hiệu được lập trình.

Chip được sản xuất bằng công nghệ CMOS với tiêu chuẩn thiết kế là 0,15 µm (chiều dài kênh của bóng bán dẫn tốc độ cao là 0,12 µm) và tám lớp kim loại hóa.

Họ Virtex-ll Pro được thiết kế để tạo ra các hệ thống dựa trên lõi IP thông minh và các mô-đun có thể tham số tùy chỉnh. Các vi mạch của họ được tối ưu hóa để thực hiện các giải pháp hoàn chỉnh trong lĩnh vực viễn thông, truyền thông không dây, mạng, video và xử lý tín hiệu kỹ thuật số. Lần đầu tiên, kiến ​​trúc chip có bộ thu phát đa bit RocketIO và lõi xử lý PowerPC. Chúng được sản xuất bằng công nghệ CMOS với định mức tôpô là 0,13 micron và đồng chín lớp, giúp giảm kích thước của tinh thể và mức tiêu thụ điện năng so với các chip của dòng trước.

Bảng 5. Các thông số chính của FPGA thuộc họ Virtex-ll Pro

Thông số XC2VP2 XC2VP4 XC2VP7 XC2VP20 XC2VP30 XC2VP40 XC2VP50 XC2VP70 XC2VP100 XC2VP125
Số khối RocketIO được tích hợp sẵn 4 4 8 8 8 0, 12 0,16 16,2 0,2 0, 20, 24
Số lõi PowerPC 0 1 1 2 2 2 2 2 2 4
Ma trận KLB 16x22 40x22 40x34 56x46 80x46 88x58 88x70 104x82 120x94 136x106
Số ô logic 3168 6768 11088 20880 30816 43632 53136 74448 99216 125136
Số lượng đăng ký trong KLB 2816 6016 9856 18560 27392 38784 47232 66176 88192 111232
Dung lượng bộ nhớ được phân phối, kb / giây 44 94 154 290 428 606 738 1034 1378 1738
Kích thước bộ nhớ khối, kb / giây 216 504 792 1584 2 448 3456 4176 5904 7992 10008
Số nhân 18x18 12 28 44 88 136 192 232 328 444 556
Số lượng DCM 4 4 4 8 8 8 8 8 12 12
Tần số đồng hồ DCM, MHz, min./max. 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 24/420 -
-
-
-
Phân cấp tốc độ, lớp 5,6,7
ICPC 204 348 396 564 692 804 852 996 1 164 1200
MChPK trong gói FG256 (17x17 mm) 140 140 - - - 416 - - - -
FG456 (23x23mm) 156 248 248 - - 692 692 - - -
FG676 (27x27mm) - - - 404 416 804 812 - - -
FF672 (27x27mm) 204 348 396 - - - 852 964 - -
FF896 (31x31mm) - - 396 556 556 - - 996 1040 1040
FF1152 (35x35mm) - - - 564 644 - - - 1164 1200

Kiến trúc của ma trận Virtex-ll và Virtex-ll Pro là giống nhau. Hầu hết các đặc tính kỹ thuật cũng trùng khớp (Bảng 5). Sự khác biệt giữa các chip của hai gia đình như sau:

• giá trị giới hạn dưới của điện áp nguồn ngoại vi: 2,5 V so với 3,3 V đối với dòng Virtex-ll;
• Hiệu suất cao hơn của Virtex-ll Pro;
• sơ đồ chân và trình tự cấu hình khác nhau, mặc dù các thiết kế được thực hiện trên chip dòng Virtex-ll có thể được chuyển sang chip Virtex-ll Pro;

Dòng Virtex-ll Pro là dòng FPGA đầu tiên của FPGA có tích hợp bộ thu phát RocketIO và lõi xử lý PPC405.

RocketIO là bộ thu phát nối tiếp song công (SERDES) hỗ trợ kết nối từ 2 đến 24 kênh với băng thông từ 622 Mbps đến 3,125 Gbps. Tốc độ truyền dữ liệu hai chiều -120 GB / s. Trong mỗi kênh, có thể có một vòng phản hồi nội bộ. Bộ thu phát có các tính năng như tạo và khôi phục xung nhịp tích hợp (CDR), cân bằng tần số bằng cách chèn / xóa ký tự, phân định dấu phẩy có thể lập trình, giao diện bên trong 8, 16 hoặc 32 bit, bộ mã hóa 8/10 bit, và bộ giải mã. RocketIO tương thích với các giao thức truyền dẫn Fibre Channel, Gigabit Ethernet, 10 Gb Attachment Unit Interface (XAUI) và các bộ thu phát băng thông rộng. Đầu cuối bộ thu / phát bên trong có thể định cấu hình của người dùng là 50/75 ohms. Năm mức điện áp chênh lệch đầu ra được cung cấp, bốn mức độ nhấn mạnh trước có thể được lựa chọn. Điện áp cung cấp cho bộ thu phát 2,5 V.

Bộ xử lý PowerPC là một lõi nhúng có xung nhịp lên đến 400 MHz với kiến ​​trúc Harvard, đường truyền dữ liệu hình ống năm giai đoạn và nhân / chia phần cứng. Khối này cũng chứa ba mươi hai thanh ghi mục đích chung 32 bit, lệnh hai chiều kết hợp và bộ nhớ đệm dữ liệu với dung lượng 16 Kb mỗi bộ, khối quản lý bộ nhớ, 64 đầu vào Bộ đệm dịch nhìn bên cạnh (TLB), một đặc biệt trên bo mạch giao diện bộ nhớ. Kích thước trang có thể thay đổi từ 1K đến 16 Mbps. Có bộ đếm thời gian cài sẵn. Bộ xử lý hỗ trợ kiến ​​trúc bus CoreConnect của IBM, các hoạt động gỡ lỗi và theo dõi. Công suất tiêu thụ của nó thấp: 0,9 mW / MHz.

Virtex series FPGA dựa trên công nghệ công nghiệp tiên tiến, có hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí, là một trong những loại mạch logic lập trình chính được các nhà phát triển trên khắp thế giới sử dụng. Và kể từ khi phát hành vào tháng 2002 năm 100, Xilinx đã xuất xưởng hơn XNUMX lõi PowerPC dựa trên chip Virtex-ll Pro FPGA.

Tác giả: M. Kuzelin; Xuất bản: cxem.net

Xem các bài viết khác razdela Ứng dụng của microcircuits.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến ​​phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

TV SONY KDP57WS550 với đường chéo 57 inch 29.03.2004

Sony đã ra mắt TV độ phân giải cao KDP57WS550 57 inch (143 cm) với tỷ lệ khung hình 16: 9.

Tin tức thú vị khác:

▪ Ngôn ngữ ảnh hưởng đến tư duy từ khi còn nhỏ

▪ Thử nghiệm tiếp tục trong nửa thế kỷ

▪ Máy tính xách tay không có nguồn điện

▪ Bộ mã hóa phần cứng HEVC

▪ Đồng hồ nguyên tử siêu chính xác

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

 

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Bách khoa toàn thư lớn dành cho trẻ em và người lớn. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Cái chợ phù phiếm thế gian. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Tòa nhà bằng gỗ lớn nhất nằm ở đâu? đáp án chi tiết

▪ bài Sơ cứu bỏng, tê cóng. Chăm sóc sức khỏe

▪ bài báo giả lập tiếng ồn khi lướt sóng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Bộ sạc đơn giản. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Имя:


Email (tùy chọn):


bình luận:





Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024