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    科偉奇首頁 | XILINX  

    Spartan-3A 延伸系列 FPGA 系列

     

    Spartan?-3A FPGA 是5款器件中世界上成本最低、針對 I/O 進行了優化的、特性齊全的平臺,具有 50K~1.4M 系統門、108~502個 I/O 和密度移植功能。

    Spartan-3A FPGA 的優勢
    業內最低的總成本
    • 業界最大量的器件/封裝選項
    • 業界最全面的 IP 庫
    • 領先的嵌入式和 DSP 解決方案
    • 高效、具有成本效益的板設計
    • 允許采用更少的元件
    • 通過減少外部元件的數量提高系統的可靠性
    業內首款用于低成本 FPGA 的、功能強大的防克隆安全技術
    • 獨特的 Device DNA 序列號(57位),有助于防止設計克隆、未授權過度構建和反向工程
    • 安全機制,可以提供 IP
    • 可定制算法,能夠實現安全性以及故障響應
    低成本嵌入式處理平臺
    • MicroBlaze? 軟核處理器集成到 FPGA 內,并減少物料清單(BOM)
    • 利用軟核處理器降低作廢風險
    • 通過在多個產品上使用常見而又靈活的嵌入式處理架構來降低庫存成本
    雙功耗管理模式可以立即實現功耗節省,并且還可以消除對其它元件的需求。
    集成式功耗管理(PDF)將功耗降低了99%之多。跟需要其它元件的其它外部實現不同,它內置了單引腳激活硬件特性。

      待機模式

      • 靜態功耗降低了40%以上
      • 所有狀態均保存在存儲器內
      • 降低了電壓(VCCAUX),并且關閉了不重要的功能(如 FPGA 輸入、互聯)
      • 系統同步,可以實現快速喚醒

      休眠模式

      • 靜態功耗最多可以降低99%
      • 關閉所有電源
      • 喚醒時間
      • 終極電池壽命延長
    圖1

    雙功耗管理模式使得器件能夠進入超低功耗狀態,從而極大地降低了功耗。

    雙功耗管理模式
    Device DNA 安全性在為大批量、低成本系統定制安全解決方案方面實現了終極靈活性。
    Spartan-3A 延伸系列 FPGA 提供了終極靈活性,從而能夠為大批量、低成本系統定制安全解決方案。
    • 利用獨特的 Device DNA 定制安全算法
    • 監控 JTAG 接入,并采取相應的措施
    • 監控篡改行為,并提醒比特流變更
    • 提高算法復雜性的能力
    • 隱藏比特流可以防止比特流被盜
    • 防篡改封裝
    • JTAG 鎖閉可以防止“后門”接入
    • 讀回禁用可以防止通過 JTAG 或 ICAP 進行配置讀回
    集成式 Flash 存儲器,可以實現簡單而又安全的嵌入式應用存儲、鎖閉和擦除特性
    該集成式存儲器可用于器件配置以及對用戶而言很寶貴的系統資源。它在實現先進的實時控制以及細致的保護、鎖閉和擦除特性的同時,還提供了簡單而又安全的嵌入式應用存儲。
    • 利用高達 11Mb 的集成式用戶 Flash 實現簡單而又安全的嵌入式應用存儲
    • 實現了針對空間敏感型應用的單芯片板設計
    • 無憂配置
    • 數據保持時間長達20年,并且寫周期可達 100K
    • 與 Spartan-3A FPGA 平臺引腳兼容
    用于實現高級 DSP 功能的 XtremeDSP DSP48A Slice。
    Spartan-3A FPGA 平臺優化的 DSP48A slice*(PDF)可以在最低的速度級別下實現 250MHz 的工作頻率,并且還能實現先進的 DSP 功能,從而實現了超過 30 GMACS 的性能。
    • XtremeDSP? slice,可以提供高級 MACC 功能
    • 可配置邏輯塊,可以存儲數據和實現邏輯功能
    • 精確的時鐘管理資源
    • 高級 I/O 結構
    • 18 位 x 18 位、2 進制補碼乘法器,具有完全準確的 36 位結果、符號可以擴展到 48 位
    • 預加法器為使用的每個 DSP48A 節省了 9 個邏輯 slice
    • 雙輸入、靈活的 48 位加法器/減法器,具有可選的寄存器累加反饋
    • DSP 協處理功能,如 MAC 引擎、分布式算法和全并行 FIR 濾波器

    * 僅在最大的兩個器件中提供。

    嵌入式處理可以降低作廢風險和庫存成本
    MicroBlaze? 軟核處理器提供了經濟的、高性能 Linux 嵌入式處理。
    • 業內最多功能的、低成本嵌入式處理平臺
    • 將處理器集成到 FPGA 內,并降低 BOM
    • 利用軟核處理器降低作廢風險
    • 通過在多個產品上使用常見而又靈活的嵌入式處理架構來降低庫存成本
    四級存儲器架構可以實現最佳粒度和有效的面積利用
    四級存儲器架構(PDF)提供了最佳粒度和有效的面積利用。
    • 高達 373K 的分布式 SelectRAM?+ 存儲器
      • 每個 LUT 都可作為單端口或雙端口 RAM/ROM 使用
      • LUT 可以級聯構成更大的存儲器
      • 用于 FIFO 的靈活存儲器和緩沖器
    • 高達 2.2M 的嵌入式 block RAM
      • 最多可級聯 104 個同步 18Kb block RAM 模塊
      • 每個 18Kb 模塊都可以被配置為單/雙端口 RAM
      • 支持多種縱橫比、數據寬度轉換和奇偶性
    • 高達 16 Mb 的集成式 Flash 存儲器
      • 利用高達 11Mb 的片上用戶 Flash 實現的系統靈活性
      • 利用多重啟動特性實現故障保險現場可升級性的單芯片解決方案
      • 非易失性 FPGA 市場上新的保存和循環標準
    • 常用的低成本外部存儲器
      • 通過 HSTL 和 SSTL 之類的接口連接低成本存儲器
      • 大型系統存儲器的要求
    表1

    四級存儲器架構

    四級存儲器架構
    領先的連接功能平臺,可以利用 SelectIO? 技術實現群橋、差分信號和存儲器接口
    利用 SelectIO? 技術實現群橋、差分信號和存儲器接口。
    • 支持最常見的和新興的單端與差分信號標準,包括 TMDS、PPDS、SSTL3 I 類和 II 類
    • 預制的接口 IP 解決方案,包括 PCI?、PCI Express?、USB、Firewire、CAN、SPI 和 I2C
    • 高級接口支持26種不同的單端與差分 I/O 標準
    • 完全符合熱插拔規范,并且支持 3.3V 的電源電壓
    • 單位 I/O 的數據傳輸速率為 622+ Mb/s
    圖1

    Spartan-3A 延伸系列 FPGA 支持多種平臺標準

    Spartan-3A 延伸系列 FPGA 支持多種平臺標準
    可配置邏輯模塊提供了更廣泛的功能和更少的邏輯級數,從而實現了更高的性能
    CLB 架構提供了更廣泛的功能和更少的邏輯級數,從而實現了更高的性能。
    • 單位 CLB 有4個 Slice - 分別有2個用來實現存儲器和邏輯功能。
    • 寬輸入功能 - 1個 CLB 中有一個 16:1 多路復用器
    • 快速算術功能 - 單位 CLB 列有2個先行進位鏈
    • 4個可級聯16位可尋址移位寄存器
    • 2個 slice 可以配置成分布式存儲器
    精確的時鐘管理資源,可以對時鐘信號進行分配、延遲、倍頻、分頻和相移操作
    自校準、全數字解決方案,可以對時鐘信號進行分配、延遲、倍頻、分頻和相移操作。
    • 數字時鐘管理器(DCM)多達8個
    • 靈活生成 5 MHz 到 333 MHz 的頻率
    • 0 - 360 度的精確相移控制
    • 用于實現時鐘數據同步的控制功能(1/256 時鐘周期)
    • 精確的生成 50/50 的占空比
    • 外部輸出多達9個,可以供內部或外部使用
    全面的配置功能,可以實現最廣泛的 Flash 存儲器支持,從而實現了成本最低的配置
    最廣泛的 Flash 存儲器支持,包括 Platform Flash、SPI 和并行 Flash 存儲器,可以實現成本最低的配置。
    • Platform Flash
      • 方便性,FPGA 和 Flash 存儲器的單源供應商
      • 高級特性,如 JTAG、比特流壓縮、設計修訂跟蹤
      • 高速編程
    • 多重啟動功能實現了多種配置(PDF)
      • 故障保險升級
      • 比特流選擇的應用控制
      • 利用單個 Spartan-3 系列 FPGA 替代大型 ASIC 或多個 FPGA
    • 并行高速 BPI 配置模式的第三方支持
      • 快速的并行配置速度
      • 通過標準渠道輕松獲得
      • 低成本系統常用的
      • 存儲器可以用來實現配置和系統功能,從而實現更高的密度

     

     



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