范例的FPGA芯片有哪些看完这篇文章就知道了

目前市场上FPGA芯片紧张来自Xilinx公司和Altera公司，这两家公司霸占了FPGA 80%以上的市场份额，其他的FPGA厂家产品紧张是针对某些特定的运用，比如，Actel公司紧张生产反熔丝构造的FPGA，以知足运用条件极为苛刻的航空、航天领域产品。

Altera公司的FPGA器件大致分三个系列：一是低真个Cyclone系列;二是高真个Stratix系列;三是介于二者之间可以方便ASIC化的Arriva系列。

1. 面向高性能的Stratix系列FPGA

Stratix系列FPGA能够帮助用户以更低的风险和更高的效能尽快推出最前辈的高性能产品。
结合了高密度、高性能及丰富的特性，Stratix系列FPGA能够集成更多的功能，提高系统带宽。
Stratix系列产品代的特性是革命性的，而且还在不断发展。
Stratix系列FPGA的推出韶光和工艺技能如表1-1所示。

表1-1　Stratix系列表

Stratix FPGA和Stratix GX型号是Altera公司Stratix FPGA系列中最早的型号产品。
这一高性能FPGA系列引入了DSP硬核知识产权(IP)模块及Altera运用广泛的TriMatrix片内存储器和灵巧的I/O构造。

Stratix II FPGA和Stratix II GX型号引入了自适应逻辑模块(ALM)体系构造，采取高性能8输入分段式查找表(LUT)替代了4输入LUT。
Altera最新的高端FPGA利用了这一创新的ALM逻辑构造，可批量供应Stratix II和Stratix II GX FPGA，还是强烈建议新设计利用它们。

Stratix III FPGA是业界功耗最低的高性能65nm FPGA。
可以借助逻辑型(L)、存储器和DSP增强型(E)来综合考虑用户的设计资源哀求，而不会采取资源比实际需求大得多的器件进行设计，从而节省了电路板，缩短了编译韶光，降落了本钱。
Stratix III FPGA紧张面向很多运用的高端内核系统处理设计。

Stratix IV FPGA在任何40nm FPGA中都是密度最大、性能最好、功耗最低的。
Stratix IV FPGA系列供应增强型(E)和带有收发器的增强型器件(GX和GT)，知足了无线和固网通信、军事、广播等浩瀚市场和运用的需求，这一高性能40nm FPGA系列包括同类最佳的11.3 Gbps收发器。

在所有28nm FPGA中，Stratix V FPGA实现了最大带宽和最高系统集成度，非常灵巧。
器件系列包括兼容背板、芯片至芯片和芯片至模块功能的14.1 Gbps(GS和GX)型号，以及支持芯片至芯片和芯片至模块的28G(GT)收发器型号，具有一百多万LE，以及4 096个精度可调DSP模块。

采取了Intel 14nm三栅极技能的Altera Stratix 10 FPGA是任何FPGA中性能最好、带宽和系统集成度最高的，而且功耗非常低。
Stratix 10器件具有56Gbps收发器、28Gbps背板、浮点数字旗子暗记处理(DSP)性能，支持增强IEEE 754单精度浮点，单片管芯中有四百多万逻辑单元(LE)，支持多管芯3D办理方案，包括SRAM、DRAM和ASIC。
Stratix 10 SoC是Intel 14nm三栅极晶体管技能的第一款高端SoC系列，具有针对每瓦最佳性能进行了优化的下一代硬核处理器系统。

2. 面向低本钱的Cyclone系列FPGA

Cyclone系列FPGA是为了知足用户对低功耗、低本钱设计的需求，帮助用户更迅速地将产品推向市场。
每一代Cyclone系列FPGA都致力于办理提高集成度和性能的技能寻衅，降落功耗，产品及上市韶光的问题，同时知足用户的低本钱哀求。

Cyclone系列FPGA的推出韶光和工艺技能如表1-2所示。

表1-2　Cyclone系列表

Cyclone FPGA是第一款低本钱FPGA。
对付当今须要高等功能及极低功耗的设计来说，可以考虑密度更高的Cyclone IV和Cyclone III FPGA，这些更新的Cyclone系列将连续为用户的大批量、低本钱运用供应业界最好的办理方案。

Cyclone II FPGA从根本上针对低本钱进行设计，为大批量低本钱运用供应用户须要的各种功能。
Cyclone II FPGA以相称于ASIC的本钱实现了高性能和低功耗的目标。

Cyclone III FPGA前所未有地帮助用户同时实现了低本钱、高性能和最佳功耗，大大提高了竞争力。
Cyclone III FPGA系列采取台积电(TSMC)的低功耗工艺技能制造，以相称于ASIC的价格实现了低功耗的目标。

Cyclone IV FPGA是市场上本钱最低、功耗最低的FPGA，现在还供应收发器型号产品。
Cyclone IV FPGA系列面向对本钱敏感的大批量运用，以知足用户对越来越大的带宽需求，同时降落了本钱。

Cyclone V FPGA为工业、无线、固网、广播和消费类运用供应市场上系统本钱最低、功耗最低的FPGA办理方案，该系列集成了丰富的硬核知识产权(IP)模块，帮助用户以更低的系统总本钱和更短的设计韶光完成更多的事情。
Cyclone V系列中的SoC FPGA实现了独特的创新技能，例如，以硬核处理器系统(HPS)为中央，采取了双核ARM CortexTM-A9 MPCoreTM处理器，以及丰富的硬件外设，从而降落了系统功耗和本钱，减小了电路板面积。

Xilinx的主流FPGA分为两大类：一种侧重低本钱运用，容量中等，性能可以知足一样平常的逻辑设计哀求，如Spartan系列;另一种侧重于高性能运用，容量大，性能能知足各种高端运用，如Virtex系列，用户可以根据实际运用哀求进行选择，在性能可以知足的情形下，优先选择低本钱器件。

1. 面向高性能的Virtex系列FPGA

Virtex系列是Xilinx的高端产品，也是业界的顶级产品，Xilinx公司正是凭借Virtex系列产品赢得市场，从而得到FPGA供应商领头羊的地位。
可以说，Xilinx以其Virtex系列FPGA产品引领现场可编程门阵列行业。
紧张面向电信根本举动步伐、汽车工业、高端消费电子等运用。
目前的主流芯片包括Vitrex-2、Virtex-2 Pro、Virtex-4、Virtex-5、Virtex-6和Virtex-7等种类。

Virtex-2系列于2002年推出，其采取0.15nm工艺，1.5V的内核电压，事情时钟可高达420MHz，支持20多种I/O接口标准，具有完备的系统时钟管理功能，且内置IP核硬核技能，可以将硬IP核分配到芯片的任何地方，具有比Virtex系列更多的资源和更高的性能。

Virtex-2 Pro系列在Virtex-2的根本上，增强了嵌入式处理功能，内嵌了PowerPC405内核，还包括了前辈的主动互联(Active Interconnect)技能，以办理高性能系统所面临的寻衅，此外，还增加了高速串行收发器，供应了千兆以太网的办理方案。

Virtex-4系列是基于高等硅片组合模块(ASMBL)架构的，其具有逻辑密度高，时钟频率高达500 MHz;具备DCM模块、PMCD相位匹配时钟分频器、片上差分时钟网络;采取了集成FIFO掌握逻辑的500MHz SmartRAM技能，每个I/O都集成了ChipSync源同步技能的1 Gbps I/O和Xtreme DSP逻辑片。
设计者可以根据需求选择不同的Virtex-4子系统，面向逻辑密集的设计：Virtex-4 LX，面向高性能旗子暗记处理运用：Virtex-4 SX，面向高速串行连接和嵌入式处理运用：Virtex-4 FX。
Virtex-4系列的各项指标比VirtexII均有很大程度的提高，从2005年年底开始批量生产，已取代VirtexII，VirtexII-Pro，是Xilinx在当今高端FPGA市场中的最主要的产品。

Virtex-5系列以最前辈的65nm铜工艺技能为根本，采取第二代ASMBL(高等硅片组合模块)列式架构，包含五种截然不同的平台(子系列)。
每种平台都包含不同的功能配比，以知足诸多高等逻辑设计的需求。
除了最前辈的高性能逻辑架构外，Virtex-5 FPGA还包含多种硬IP系统级模块，包括强大的36 Kb Block RAM/FIFO、第二代25x18 DSP Slice、带有内置数控阻抗的SelectIO技能、ChipSync源同步接口模块、系统监视器功能、带有集成DCM(数字时钟管理器)和锁相环(PLL)时钟发生器的增强型时钟管理模块及高等配置选项。
其他基于平台的功能包括针对增强型串行连接的电源优化高速串行收发器模块、兼容PCI Express的集成端点模块、三态以太网MAC (媒体访问掌握器)和高性能PowerPC 440微处理器嵌入式模块，这些功能使高等逻辑设计职员能够在其基于FPGA的系统中表示最高级别的性能。

Virtex-6系列为FPGA市场供应了最新、最高级的特性。
Virtex-6 FPGA是供应软硬件组件的目标测试平台可编程硅技能根本，可帮助设计职员在开拓事情启动后集中精力于创新事情。
Virtex-6系列采取第三代ASMBL(高等硅片组合模块)柱式架构，包括了多个不同的子系列。
本概述将先容LXT、SXT和HXT子系列的器件。
每个子系列都包含不同的特性组合，可高效知足多种高等逻辑设计需求。
除了高性能逻辑构造外，Virtex-6 FPGA还包括许多内置的系统级模块。
上述特性能使逻辑设计职员在FPGA系统中构建最高级的性能和功能。
Virtex-6 FPGA采取了尖真个40nm铜工艺技能，为定制ASIC技能供应了一种可编程的选择方案。
Virtex-6 FPGA还为知足高性能逻辑设计职员、高性能DSP设计职员和高性能嵌入式系统设计职员的需求而供应了最佳办理方案，其带来了前所未有的逻辑、DSP、连接和软微处理器功能。

Virtex-7是2011年推出的超高端FPGA产品，工艺为28nm，使客户在功能方面收放自若，既能降落本钱和功耗，也能提高性能和容量，从而降落低本钱和高性能系列产品的开拓支配投资。
此外，与Virtex-6比较，可确保将本钱降落35%，且无需增量转换或工程投资，从而进一步提高了生产率。

2. 面向低本钱的Spartan系列FPGA

Spartan系列适用于普通的工业、商业等领域，目前主流的芯片包括Spartan-2、Spartan-2E、Spartan-3、Spartan-3A、Spartan-3E及Spartan-6等种类。

Spartan-2在Spartan系列的根本上继续了更多的逻辑资源，为达到更高的性能，芯片密度高达20万系统门。
由于采取了成熟的FPGA构造，支持盛行的接口标准，具有适量的逻辑资源和片内RAM，并供应灵巧的时钟处理，可以运行8位的PicoBlaze软核，紧张运用于各种低端产品中。

Spartan-2E系列是基于Virtex-E架构，具有比Spartan-2更多的逻辑门、用户I/O和更高的性能。
Xilinx还为其供应了包括存储器掌握器、系统接口、DSP、通信及网络等IP核，并可以运行CPU软核，对DSP有一定的支持。

Spartan-3系列是基于Virtex-II FPGA架构，采取90nm技能，8层金属工艺，系统门数超过5百万，内嵌了硬核乘法器和数字时钟管理模块。
从构造上看，Spartan-3将逻辑、存储器、数学运算、数字处理器处理器、I/O及系统管理资源完美地结合在一起，使之有更高层次、更广泛的运用，得到了商业上的成功，霸占了较大份额的中低端市场。

Spartan-3E系列是在Spartan-3成功的根本上进一步改进的产品，供应了比Spartan-3更多的I/O端口和更低的单位本钱，是Xilinx公司性价比最高的FPGA芯片。
由于更好地利用了90nm技能，在单位本钱上实现了更多的功能和处理带宽，是Xilinx公司新的低本钱产品代表，是ASIC的有效替代品，紧张面向消费电子运用，如宽带无线接入、家庭网络接入及数字电视设备等。

Spartan-3A系列在Spartan-3和Spartan-3E平台的根本上，整合了各种创新特性，帮助客户极大地减少了系统总本钱。
利用独特的器件DNA ID技能，实现业内首款FPGA电子序列号;供应了经济、功能强大的机制来防止发生窜改、克隆和过度设计的征象;并且具有集成式看门狗监控功能的增强型多重启动特性;支持商用flash存储器，有助于减少系统总本钱。

Spartan-6系列不仅拥有业界领先的系统集成能力，同时还能具有适用于大批量运用的最低总本钱;该系列由13个成员组成，可供应的密度从3 840个逻辑单元到147 443个逻辑单元不等。
与上一代Spartan系列比较，该系列功耗仅为其50%，且速率更快、连接功能更丰富全面。
Spartan-6系列采取成熟的45nm低功耗铜制程技能制造，实现了性价比与功耗的完美平衡，能够供应全新且更高效的双寄存器6输入查找表(LUT)逻辑和一系列丰富的内置系统级模块，个中包括18KB Block RAM、第二代DSP48A1 Slice、SDRAM存储器掌握器、增强型稠浊模式时钟管理模块、SelectIO技能、功率优化的高速串行收发器模块、PCI Express兼容端点模块、高等系统级电源管理模式、自动检测配置选项，以及通过AES和Device DNA保护功能实现的增强型IP安全性。

这些精良特性以前所未有的易用性为定制ASIC产品供应了低本钱的可编程替代方案。
Spartan-6 FPGA可为大批量逻辑设计、以消费类为导向的DSP设计及本钱敏感型嵌入式运用供应最佳办理方案。
Spartan-6 FPGA奠定了坚实的可编程芯片根本，适用于可供应集成软硬件组件的目标设计平台，以使设计职员在开拓事情启动之初即可将精力集中到创新事情上。