一、FPGA芯片命名規(guī)則
1、對于Xilinx芯片
XC7VX485T是芯片型號,表示屬于Xilinx公司的V7系列的芯片,485T表示其有48.5萬個邏輯單元。-2表示速度等級,對于Xilinx FPGA來說,一般有-1,-2,-3三個等級,值越大,速度越高。FFG表示封裝方式,1761表示引腳數。C代表的是溫度等級Temperature grade,這里是商用(Commercial),如果是I就是工業(yè)用。
同一款芯片可以有多個速度等級,不同的速度等級代表著不同的性能,不同的性能又導致芯片價格的巨大差異。芯片的速度等級不是設計出來的,而是在芯片生產出來之后,實際測試標定出來的。速度快的芯片在總產量中的比率低,價格也就相應地高。那么是什么因素導致了同一批芯片的性能差異,主要有下面兩點:
芯片的速度等級決定于芯片內部的門延時和線延時,這兩個因素又決定于晶體管的長度L和容值C,這兩個數值的差異最終決定于芯片的生產工藝。
在芯片生產過程中,有一個階段叫做speed binning。就是采用一定的方法,按照一組標準對生產出來的芯片進行篩選和分類,進而劃分不同的速度等級。
2、對于Altera的FPGA芯片
以EP2C35F672C6N為例做一個說明:
EP:工藝;
2C:cyclone II(颶風)(S代表Stratix,A代表arria);
35:邏輯單元數,35表示大約有35k的邏輯單元;
F:表示PCB封裝類型,F是FBGA封裝,E(EQFP)、Q(PQFP)、U(UBGA)、M(MBGA);
Package Type:
E:Plastic Enhanced Quad Flat Pack(EQFP)
Q:Plastic Quad Flat Pack(PQFP)
F:FineLine Ball-Grid Array(FBGA)
U:Ultra FineLine Ball-Grid Array(UBGA)
M:Micro FineLine Ball-Grid Array(MBGA)
672:表示引腳數量;
C:工作溫度,C表示可以工作在0°C到85°C,I表示可以工作在-40°到100°C,A表示可以工作在-40°C到125°C;
Operating Temperature:
C:Commercial temperature(TJ=0°Cto85°C)
I:Industrial temperature(TJ=-40°Cto100°C)
A:Automotive temperature(TJ=40°Cto125°C)
6:速度等級,6約最大是500Mhz,7約最大是430Mhz,8約最大是400Mhz;
N:后綴,N表示無鉛,ES工程樣片。
二、fpga芯片怎么選型
1、性能需求
在選型FPGA時,性能需求是首要考慮的因素。這些需求通常取決于目標應用的特性,如處理速度、數據吞吐量以及并行處理能力。高性能FPGA能夠提供較大的邏輯容量、更多的I/O端口和更高的處理速度。這對于需要處理大量數據或需要高速數據傳輸的應用至關重要。
例如,使用FPGA進行圖像處理或機器學習應用,就需要有足夠的邏輯容量來實現復雜的算法。同時,為了支持高速的數據輸入輸出,對I/O的數量和速度也有較高的要求。設計者需要評估應用場景中的具體需求,選擇符合性能指標的FPGA。
2、成本限制
成本是FPGA選型過程中另一個重要考量。這不僅包括芯片本身的成本,還涉及開發(fā)、測試和生產階段可能產生的額外成本。對于預算有限的項目,可能需要權衡性能和成本,選擇性價比最高的方案。另外,選擇具有較好市場支持和供應鏈穩(wěn)定性的FPGA品牌也有助于控制成本。
在成本控制的同時,還需要考慮產品的未來升級和維護。選擇能夠提供兼容產品線和長期技術支持的FPGA廠商,可以減少后續(xù)迭代開發(fā)的成本壓力。
3、功耗
對于便攜式設備或能耗敏感的應用來說,FPGA的功耗是至關重要的考量因素。設計時需要考慮靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗,選擇低功耗FPGA有助于延長設備的電池壽命,并減小散熱需求。在選型時要仔細比較不同芯片的功耗數據,并考慮采用電源管理技術來進一步減少能耗。
例如,部分FPGA提供低功耗模式,能在不犧牲性能的情況下有效降低功耗。同時,也可以通過優(yōu)化設計,比如減少不必要的開關動作,來降低功耗。
4、開發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)
選型FPGA時,還需考慮其開發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)。一個強大、用戶友好的開發(fā)環(huán)境,能夠大大提高開發(fā)效率和產品上市速度。包括高級語言支持、仿真和調試工具、以及豐富的IP(知識產權)核和參考設計,都是選擇FPGA時不可忽視的因素。
此外,考慮到產品的長期發(fā)展,選擇具有良好生態(tài)系統(tǒng)支持的FPGA品牌,可以確保在產品的整個生命周期內都能獲得技術更新和支持服務。
5、可配置性與可擴展性
最后,FPGA的可配置性和可擴展性也是重要的選型因素。好的FPGA設計應該能夠支持在產品的使用過程中進行升級和修改,以適應不斷變化的需求??膳渲眯詮姷腇PGA能夠通過軟件升級來增加新功能或改進性能,這為產品的未來發(fā)展留下了充分的空間。
同時,可擴展性意味著產品可以通過增加額外的FPGA模塊來擴展其功能。這一特性對于希望將投資最大化的用戶來說非常重要,因為它允許產品隨著時間的推移而不斷進化,而不是在需求發(fā)展時就變得過時。
通過綜合考慮這些因素,選擇合適的FPGA芯片對于確保項目成功、控制成本和提高產品競爭力都至關重要。