Фон

О компании Xilinx в России

Xilinx Inc (Xilinx) (США) – крупнейший в мире производитель микросхем программируемой логики (FPGA, CPLD), отладочных средств и программного обеспечения. На мировом рынке ПЛИС продукция Xilinx занимает более 50%. Xilinx выпускает микросхемы в различных типах корпусов и в нескольких исполнениях, включая коммерческое, промышленное и радиационно-стойкое.

Современные выпускаемые семейства:

Современные выпускаемые семейства

Изделия компании Xilinx:

45nm

Spartan-6 — ПЛИС шестого семейства компании Xilinx изготовленные по технологии 45 нм. Переход на этот технологический процесс позволил добиться оптимального баланса стоимости, энергопотребления и производительности. В отличие от Virtex ПЛИС семейства Spartan предназначены для применения в экономичных приложениях (бытовая электроника, проводная и беспроводная связь).

Spartan-6 делится на два подсемейства и содержит 13 кристаллов оптимизированных для различного применения:

  • Подсемейство LX — предназначено для выполнения логических операций;
  • Подсемейство LXT — для логических операций и реализации высокоскоростных последовательных интерфейсов.

28nm

7-ая серия Xilinx реализованная по технологии 28-нм представляет четыре семейства FPGA. Из них только Virtex-7 и Spartan-7 являются продолжением существующих линеек ПЛИС, а два других семейства пришли на замену серии Spartan или как ее альтернатива.

Новые семейства Artix и Kintex, первое из них предназначено для приложений с высоким тиражом и отличается малым энергопотреблением и низкой стоимостью, второе представляет собой в некоторой степени Spartan-6 с уклоном в сторону цифровой обработки сигналов.

В качестве ключевого свойства седьмой серии ПЛИС отмечается унификация программируемых ресурсов. Xilinx предполагает, что для данного поколения FPGA станет возможной быстрая миграция между семействами Virtex/Kintex/Artix/Spartan без необходимости корректировки проекта.

Spartan-7

  • Уменьшение энергопотребления на 50% и увеличение производительности на 30% по сравнению с предыдущим семейства;
  • Напряжение питания ядра 1В (опционально 0.95В);
  • Поддержка памяти DDR3 ;
  • Оптимизировано для массового производства недорогой продукции, идеально для построения портативных устройств.

Artix-7

  • Уменьшение энергопотребления на 50% и стоимости на 35% по сравнению с предыдущим семейством;
  • Максимальная скорость передачи 6.6 Гбит/сек;
  • Встроенные блоки DSP48E1 и PCI Express;
  • Оптимизировано для массового производства недорогой продукции, идеально для построения портативных устройств.

Kintex-7

  • Энергопотребление уменьшено на 50%;
  • Максимальная скорость передачи 12.5 Гбит/сек;
  • Общий объем памяти до 34.4 Мбит;
  • Идеальны для построения телекоммуникационных систем (LTE, WiMax, ВОЛС), обработки видео, медицинской техники.

Virtex-7

  • Включает три подсемейства оптимизированных для различного применения;
  • До двух миллионов логических ячеек;
  • Скорость передачи до 28.05 Гбит/сек;
  • Блок обработки аналоговых сигналов (AMS);
  • Встроенные блоки PCI Express Gen2 и Gen3;
  • Объем памяти до 96Мбит;
  • Производительность DSP до 6.7 TeraMACS;
  • Предназначено для построения систем проводной и беспроводной связи, радаров, гражданских систем обработки информации/

20nm

Новая платформа UltraScale – это в первую очередь переход на новый технологический процесс 20 нм, позволяющий сократить потребление и увеличить производительность ваших устройств.

Обновленная архитектура нового семейства решает сразу несколько проблем:

  • Доминирование задержки маршрутизации над общей задержкой в системе при росте объема кристалла;
  • Задержка такта в системе становится существенной из-за ограничений при масштабировании системы тактирования;
  • Неоптимальная упаковка логики снижает производительность;

Добавление дополнительных слоев металлизации позволило увеличить число межсоединений, и находить кратчайший путь между элементами.

Отход от центральной схемы тактирования позволяет оптимально распределить такт по схеме. Новая архитектура блоков CLB позволяет Vivado более компактно упаковывать продукцию. Применение аппаратных ядер 100G Ethernet, 150G Interlaken и PCIe Gen 3 вместе с новыми трансиверами стандарта GTY (32.75 GB/s) позволяют поднять максимальную скорость обмена ПЛИС с внешними устройствами.

16nm

UltraScale+

Переход на более тонкий техпроцесс 16 нм FF+ и третье поколение технологии 3D IC, позволило повысить производительность системы, и, вместе с тем, понизить энергопотребление от двух до пяти раз по сравнению с 7 семейством, выполненным по технологии 28 нм. Интеграция новой быстродействующей памяти UltraRAM (до 432 Mb) непосредственно на кристалл, позволяет в некоторых применениях совсем отказаться от использования внешней памяти.

Новая технология оптимизации соединений между IP ядрами SmartConnect позволяет повысить производительность взаимодействия IP ядер на 20-30%. Если архитектура UltraScale позволяет устранить узкие места на уровне кремния, то технология SmartConnect работает над устранением узких мест с точки зрения пространственной оптимизации размещения IP ядер в зависимости от текущего дизайна.

Системы на кристалле:

Zynq-7000

  • Процессорное ядро Dual ARM Cortex-A9 MP Core;
  • Тактовая частота 800МГц;
  • Кэш первого уровня 32КБ команд и 32КБ данных;
  • Кэш второго уровня 512КБ;
  • Кристалл ПЛИС Artix-7 или Virtex-7;
  • Количество логических ячеек до 235 000;
  • Максимальная производительность DSP до 912 GMACS;
  • Встроенный аппаратный блок обработки аналоговых сигналов (AMS).

Zynq UltraScale+

Платформа Zynq UltraScale+ MPSoCs включает в себя все вышеупомянутые технологии FPGA с беспрецедентно новой мультипроцессорной архитектурой в пять раз более мощные (в соотношении производительность на Вт) по сравнению с предыдущими поколениями или схожими аналогами конкурентов.

Центром системы является четырех ядерной 64-бит ARM® Cortex®-A53 процессор с поддержкой аппаратной виртуализации, AMP, и технологии ARM TrustZone. Сопроцессором данной системы является двух ядерный процессор реального времени Cortex-R5.

Для аппаратного ускорения обработки видео в систему добавлен графический ускоритель ARM Mali-400, а также видеокодек H.265, и поддержка DisplayPort, MIPI и HDMI. Управление питанием вынесено в отдельную подсистему PMU, которая выполняет функции контроля и управления питанием всей подсистемы.

Процессорная подсистема:

ARM Quad-Core Cortex-A53 APU

  • Архитектура ARMv8 64-бит, работает на тактовой частоте 1.3 ГГц;
  • В 2.2 раза больше производительность на Вт по сравнению с двойным Cortex-A9 ядром;
  • Аппаратная виртуализация с доступом к памяти более терабайта.

ARM Dual-Core Cortex-R5 RPU

  • Архитектура ARMv7 32-бит работает на тактовой частоте 600 МГц;
  • Процессор реального времени с детерминированным временем отклика;
  • Защищенные вычисления, жесткий параллелизм операций для систем повышенной надежности.

ARM Mali-400MP2 GPU

  • Многоядерное 2D/3D ускорение на частоте 466 МГц;
  • Совместимость со стандартом OpenGL ES 1.1 и 2.0;
  • Многопоточные аппаратные кодеки;
  • Поддержка видео формата UltraHD 4Kx2Kp60 или 8Kx4Kp15.

Компания Xilinx выпускает широкий спектр ПЛИС FPGA в радиационно-стойком исполнении для нужд космической промышленности.

FPGA семейства Virtex-5QV — это наиболее производительные ПЛИС Xilinx специально разработанные для противостояния жесткому радиационному излучению — общая накопленная доза радиации (TID) для этих ПЛИС составляет 1Мрад(Si), а устойчивость SEL 125MeV-cm2/mg.

Данные ПЛИС обладают высокой производительностью и уровнем интеграции, что позволяет использовать их для проектирования высокопроизводительных аэрокосмических систем.