Xilinx 7 series FPGA selection

Xilinx-7 Series FPGA---->Spartan-7---->General Logic

                                                       ----> cheap/low power consumption

                                                       ---->High I/O port performance

                                                       ----> Small package

                                ---->Artix-7---->Added PCIE interface

                                                 ---->Added Gigabit transceiver interface

                                                 ----> Greater logic density

                                ---->Kintex-7---->PCIE interface

                                                    ----> DSP Slices are upgraded to DSP48 Slices

                                                    ----> GTP is upgraded to GTX, the speed is faster

                                                    ----> Greater logic density

                                ---->Virtex-7---->Enhanced PCIE function

                                                   ---->Enhanced GTP function

                                                   ----> Greater logic density

Comparison of the number of DSPs:

Comparison of BRAM quantity:

Comparison of high-speed serial transceivers:

High-speed serial transceiver total bandwidth comparison:

Comparison of I/O number and bandwidth:

Features of Xilinx 7-Series---->28nm process

                             ---->I/O bandwidth: 2.9Tb/s

                             ---->Logic Cell Capacity: 2,000,000

                             ---->DSP operation speed: 5.3TMAC/s

                             ----> Low power consumption

                             ----> True 6-input LUT for distributed storage

                             ---->36Kb dual port BRAM, embedded FIFO logic and on-chip data buffer

                             ---->SelectI/O process, support DDR3 interface, the rate can reach 1866Mb per second

                             ----> High-speed serial connection, rate from 6.6Gb/s to 28.05Gb/s, support low power consumption mode, optimized chip-to-chip interface

                             ----> User configurable analog interface, dual 12-bit 1 MSPS (Million Samples per Second), on-chip temperature/power sensor

                             ---->DSP slices---->25×18 multiplier

                                                     ---->48bit accumulator

                                                     ---->High performance filter

                                                     ---->Optimized equalization coefficient filter

                             ---->CMT---->PLL

                                           ---->MMCM (Mixed Mode Clock Management)

                             ---->MicroBlaze CPU---->Integer computing capacity 260 DMIPs~441 DMIPs

                                                             ----> Integrated PCIe, x4 Gen2~x8 Gen3, suitable for PCIe endpoint/root port design

                                                             ----> Memory 256-bit AES encryption, HMAC/SHA-256 verification, embedded SEU detection and error checking

                             ---->Environmental protection and high performance

                             ---->1.0V/0.9V core voltage

The following table more intuitively shows the difference between several categories:

Some concepts:

---->SSI Process---->Multiple Super Logic Domain SLRs are used ---->Super High Bandwidth Connectivity

                                                                 ----> low latency

                                                                 ----> Low power consumption

                                                                 ---->Two types---->Logic Enhanced---->Virtex-7T

                                                                               ---->DSP/BRAM/Transceiver Intensive---->Virtex-7XT/HT

                                                                 ----> High volume/high performance/short cycle/low risk

                                                                 ---->Super long routing resources/Super high performance clock lines  

---->CLBs---->True 6-input LUT---->Can be configured as a 6-input single-output LUT/64-bit ROM

                                            ----> 2 5-input LUTs/32-bit ROMs ----> each with one output

                                                                                            ----> Common address and logic input

                                                                                            ----> Each LUT output can be optionally connected to a flip-flop

                                                                                            ---->4 LUTs+8 flip-flops+multiplexer+arithmetic carry logic---->Slice

                                                                                            ---->2 Slices---->CLB

                                                                                            ----> 4 of 8 flip-flops (one per Slice, one per LUT) ----> latch latch  

               ----> LUTs can be used as memory ----> 25%~50% of all slices use their LUTs as 64-bit distributed RAM

               ----> LUTs can be used as registers and shift registers ----> 25%~50% of all slices use their LUTs as 32-bit shift registers SRL32 or 2 SRL16

----> Clock Management ----> Cache and Routing

                     ----> Low jitter

                     ----> Frequency Synthesis and Phase Shift

                     ----> Low jitter clock generator

                     ----> Filter

                     ----> Up to 24 Clock Management Channels CMTs ----> MMCM ----> Fractional Counter

                                                                                          ----> Fixed or dynamic phase shift  

                                                                        ---->PLL

                                                                        ----> Frequency Synthesizer

                                                                        ----> Clock jitter filtering

                                                                        ---->There is a VCO in the center---->The frequency is related to the voltage passed from the PFD to the VCO

                                                                        ---->3 programmable frequency dividers---->D---->input prescaler

                                                                                                                ---->M---->Feedback crossover

                                                                                                                ---->O---->Output frequency division

                                                                        ----> 3 input jitter filtering options ----> low bandwidth ----> best jitter attenuation

                                                                                                                ----> High Bandwidth ----> Best Phase Offset

                                                                                                                ---->Optimization mode---->Both balance

---->Clock distribution---->6 different clock lines---->BUFG/BUFR/BUFIO/BUFH/BUFMR/high performance clock

                     ----> Global Clocks ----> 32 Global Clocks

                                          ----> can be used as clock for all flip-flops

                                          ----> with enable/set/reset

                                          ----> 12 clock lines driven by BUGH, which can be driven in any clock domain

                                          ----> Each BUFH can be independently enabled and controlled, so the clock can be turned off in one domain

                                          ----> Can be driven by global clock buffer ----> glitch-free clock distribution and global clock enable

                                          ----> Driven by CMT ----> Eliminate clock distribution delay

                      ---->Domain Clock---->Drives all clock targets in the domain

                                        ----> Domain definition refers to the range of 50 I/O and 50 CLB and half chip width

                                        ---->7 series can have 2~24 domains

                                        ----> Each domain has 4 domain clock paths

                                        ----> The domain clock buffer is driven by 4 clock input pins and can be divided by 1~8 at the same time

                       ---->I/O Clock---->Fast

                                         ----> as I/O logic or serialization/deserialization circuit

                                         ---->I/O can be directly connected to MMCM

---->Block RAM---->Dual port, 72-bit, 36kb BRAM

                        ----> Programmable FIFO logic

                        ---->Error checking circuit

                        ----> 5 to 1880

                        ----> Read and write synchronous operation

                        ----> Programmable data bit width

---->DSP Slice----> 25 × 18 Two Complementary Multiplier Adder 48-bit High Resolution Single Multiplier Adder

                                                                ---->Single instruction multiple data arithmetic unit SIMD/2 operand 10 logic units with different logic functions

                       ----> Power saving pre-adder

                       ----> Equalization Filter

                       ---->Pipeline/ALU/dedicated bus cascade

                       ---->up to 741MHz

                       ----> 48-bit pattern detector

                       ---->High speed/high efficiency

                       ----> Dynamic Bus Converter

                       ----> Memory Address Generator

                       ---->Bus Multiplexer

                       ---->I/O port memory map register

                       ---->The accumulator can be used as a synchronous up-down counter

---->Input and output---->SelectIO process

                     ---->1,866Mb/s DDR3 interface

                     ----> On-chip high-frequency decoupling capacitors enhance signal integrity

                     ----> Supports multiple I/O standards

                     ---->HR IO---->Wide voltage range (1.2V~3.3V)

                     ---->HP IO---->High Performance Operation

                     ---->Organized by Bank, 50 pins per Bank

                     ----> Each Bank is jointly powered by VCCO

                     ----> Some single-ended input buffers require an external reference voltage VREF

                     ----> There are 2 VREF pins per Bank (except for configuration Bank 0) ----> There can only be one VREF voltage value

                     ---->Various packages

                     ---->Electrical characteristics---->Up and down output structure

                                          ----> can be set to high impedance state

                                          ----> Slew rate and output strength can be set

                                          ----> Pull-up and pull-down resistors can be set

                                          ----> Pin pair can be set as differential input and output

                                          ----> 100 ohm internal termination resistance can be set

                                          ---->Various differential interface standards: LVDS, RSDS, BLVDS, differential SSTL, differential HSTL

                                          ---->Each IO port supports memory interface standard

                                          ---->T_DCI can control the output drive impedance ---->Series termination/parallel short

                                                                                              ----> Save board space

                                                                                              ----> Output mode or tri-state mode termination will automatically turn off

                                          ---->IBUF and IDELAY have low power mode

                                          ----> 8-bit IOSERDES can complete serial-parallel and parallel-serial conversion ----> programmable width 2 to 8 bits

                                                                                                                  ----> Support adjacent pins cascade

                                                                                                                  ----> Dedicated oversampling mode for data recovery ----> such as SGMII interface

----> Low Power Gigabit Transceivers

---->Integrated PCIE interface

----> Configuration

----> Analog to digital conversion

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