Spartan-7介紹

Spartan-7依然延續(xù)了28nm工藝，更加鞏固了Xilinx在28nm的領(lǐng)導(dǎo)地位，我們今天聊聊Spartan-7到底有哪些特色、優(yōu)勢，相比前一代有什么不同點，最主要的是，作為使用者，我們應(yīng)該在怎么選擇使用這款新的器件。

Spartan-7采用臺積公司 (TSMC) 的 28nm HPL 成熟工藝，所以功耗自然要比Spartan-6低很多，基本架構(gòu)還是延續(xù)了7系列的CLB架構(gòu)，增強了DSP和BlockRAM的性能，砍掉了高速串行收發(fā)器，所以產(chǎn)品定位低于Artix-7，市場定位依然是成本敏感領(lǐng)域，主要包括有工業(yè)、消費類應(yīng)用以及汽車應(yīng)用的理想選擇。

Spartan-7的特色

降低功耗

賽靈思在開發(fā) 7 系列（Artix-7、Kintex-7 以及 Virtex-7）器件過程中與臺積公司 (TSMC) 通力合作，共同開發(fā)出了 28nm HPL 工藝。高介電層金屬閘 (HKMG) 工藝提供了高性能與低功耗的最佳組合，

Spartan-7 FPGA 采用與成熟的 7 系列相同的 28nm HPL 工藝，以及相同的器件結(jié)構(gòu)，從而使其成為結(jié)構(gòu)緊湊的成本優(yōu)化型 FPGA 系列器件。該產(chǎn)品系列具備很高的邏輯和 I/O 性能，功耗也得到嚴格控制。而且該期間可在兩種不同內(nèi)核電壓下工作，使用戶能夠在最高性能與最低功耗之間平衡。與競爭對手的28nm LP工藝對比如下表：

性能更強

憑借高效率的 7 系列 CLB 架構(gòu)、增強型 DSP 和 Block RAM等，系統(tǒng)時鐘頻率提高了30%以上，

邏輯資源數(shù)量6000~102000，可以實現(xiàn)復(fù)雜的功能，

增強型 DSP 模塊在 551MHz 頻率下可提供高達 176 GMAC 的性能

MicroBlaze 軟核處理器運行速率超過 200DMIPS。

更高的邏輯與IO比

對于低成本器件來說，良好的邏輯與IO比，有利于降低系統(tǒng)整體成本，相比前代產(chǎn)品，Spartan-7的邏輯資源更為豐富，而且減小了器件的封裝尺寸，從而降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度；最小的封裝尺寸僅為 8mm，對于尺寸與功耗都有限制的應(yīng)用領(lǐng)域非常有殺傷力。

更高速的軟內(nèi)存控制器，可以支持DDR3-800;

下圖為Spartan-7系列的封裝圖。

4、安全與加密

支持器件的DNA序列號，這是一個57bit的二進制序列，在器件生產(chǎn)的時候燒死到芯片里面，每個芯片都是唯一標識。這個序列，用戶可以通過JTAG讀出來，然后進行設(shè)計加密，而且還支持AES256 CBC Mode 比特流解密與 SHA-256 比特流對稱認證，對于保護知識產(chǎn)權(quán)非常有幫助。

4、模擬XDAC支持

XADC 包含兩個 12 位、1MSPS ADC，具有獨立的跟蹤與保持放大器 ；一個片上多路復(fù)用器，多達 17 個外部模擬輸入 以及片上熱傳感器和電源傳感器。

Vivado開發(fā)流程

Vivado 的專家級布局布線技術(shù)實現(xiàn)更快的時序收斂和 20% 的利用率提升。可利用很多設(shè)計重用功能將針對某款器件或某個系列而構(gòu)建的部分設(shè)計或 IP 打包，便于以后重復(fù)用于采用類似架構(gòu)的另一款器件或系列。例如，設(shè)計人員可創(chuàng)建用在Spartan-7 FPGA 中的 IP 核。隨著系統(tǒng)要求的不斷提高，設(shè)計人員可在 Artix-7 FPGA 中重用這一 IP 核。

Spartan-7 家族

總結(jié)

Spartan-7器件，降低了功耗，提高了單位封裝面積的邏輯資源，增加了很多有用的功能，如果價格合適，相比于前代產(chǎn)品還是很有競爭力的。

審核編輯：劉清