Блог компании Поставка/Переработка ПЛИС Xilinx Artix-7™: Новые стандарты производительности и пропускной способности для рынков с ограниченным энергопотреблением

Поставка/утилизация ПЛИС Xilinx Artix-7™: новые стандарты производительности и пропускной способности для рынков с ограниченным энергопотреблением

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.поставляет и утилизирует микросхемы серии ПЛИС Xilinx Artix-7™, устанавливая новые ориентиры производительности и пропускной способности на рынках с ограниченным энергопотреблением.

В сценариях с ограниченным энергопотреблением, таких как встраиваемые системы, портативные устройства и промышленное управление, балансирование производительности и энергопотребления остается основной проблемой для инженеров. Им необходимо одновременно удовлетворять растущие требования к обработке сигналов и передаче данных, строго контролируя энергопотребление и затраты. Традиционные ПЛИС либо жертвуют производительностью ради низкого энергопотребления, либо оказываются непригодными для требований приложений из-за высокого энергопотребления. Выпуск серии ПЛИС Xilinx (ныне часть AMD) Artix-7™ кардинально решил эту дилемму. Основанная на 28-нм процессе HKMG, она достигает оптимального равновесия между энергопотреблением, производительностью, пропускной способностью и стоимостью за счет инноваций в архитектуре и оптимизации ресурсов. Это устанавливает новый отраслевой ориентир для рынков с ограниченным энергопотреблением, переопределяя границы производительности недорогих ПЛИС.

Являясь флагманской моделью в семействе ПЛИС Xilinx 7-й серии, ориентированной на приложения, чувствительные к стоимости и энергопотреблению, ПЛИС Artix-7™ имеет четкое и точное позиционирование: она не стремится к экстремальной логической плотности, а вместо этого фокусируется на «высоком соотношении производительности к энергопотреблению». Благодаря модернизации процесса и оптимизации архитектуры, она обеспечивает максимальную производительность и пропускную способность в рамках ограниченного бюджета энергопотребления, что делает ее подходящей для сценариев применения с большим объемом, низким энергопотреблением и высокой надежностью. По сравнению с ПЛИС предыдущего поколения 45 нм Spartan-6, Artix-7™ достигает квантового скачка: на 50% ниже энергопотребление, на 65% снижено статическое энергопотребление, на 30% выше производительность, более чем в два раза увеличена логическая емкость и на 35% ниже стоимость. Эта технологическая инновация решает отраслевую дилемму, что «низкое энергопотребление и высокая производительность не могут сосуществовать», делая ее лучшим решением ПЛИС для сценариев с ограниченным энергопотреблением.

Двойные инновации в процессе и архитектуре составляют основу сбалансированной производительности и энергопотребления ПЛИС Artix-7™. Эта серия использует 28-нм низкоэнергоэффективный процесс High-K Metal Gate (HKMG), совместно разработанный TSMC и Samsung. Этот процесс не только значительно снижает как статическое, так и динамическое энергопотребление, но и повышает стабильность работы чипа и плотность интеграции, закладывая основу для интеграции высокоплотной логики с высокоскоростными интерфейсами. В отличие от SoC-решений, интегрирующих аппаратные ядра ARM, Artix-7™ придерживается чистого дизайна архитектуры ПЛИС. Отказываясь от возможностей нативной операционной системы, он вместо этого фокусируется на эффективном выполнении аппаратной логики. Этот компромисс приводит к уменьшению размеров корпуса, снижению энергопотребления и более конкурентоспособной цене за единицу. Такие точные инженерные компромиссы предоставляют непревзойденные преимущества в сценариях, связанных с легкой логической обработкой, разбором протоколов и предварительной обработкой сигналов.

Архитектурно Artix-7™ наследует унифицированный модульный дизайн 7-й серии Xilinx, разделяя основные принципы проектирования с Kintex-7 и Virtex-7. Это значительно сокращает кривую обучения разработчиков и проблемы миграции дизайна — после освоения рабочих процессов разработки Artix-7™ возможен бесшовный переход на другие модели 7-й серии, с полностью повторно используемыми основными инструментальными цепочками (Vivado) и методологиями проектирования, что значительно повышает эффективность разработки. Его основная архитектура разлагается на пять ключевых компонентов, которые совместно обеспечивают оптимальную производительность и эффективность: Конфигурируемые логические блоки (CLB) служат атомарными единицами цифровой логики, каждый из которых состоит из двух срезов (Slice). Каждый срез содержит четыре таблицы поиска (LUT) с 6 входами и восемь триггеров, поддерживая гибкое отображение логики и высокоскоростные арифметические операции; Блоки ввода-вывода (IOB) поддерживают 27 основных стандартов ввода-вывода с настраиваемой силой драйвера, задержкой и спецификациями уровня для удовлетворения разнообразных требований к подключению внешних устройств; Встроенные специализированные модули, включая Block RAM, DSP48E1 и CMT, обеспечивают аппаратное ускорение для обработки сигналов и кэширования данных; Оптимизированные ресурсы маршрутизации и выделенные аппаратные IP-ядра (такие как XADC и PCIe Gen2) дополнительно повышают эффективность системной интеграции и передачи данных.

С точки зрения производительности и пропускной способности, ПЛИС Artix-7™ достигает всестороннего прорыва на рынке ПЛИС с низким энергопотреблением, устанавливая новый ориентир. Оснащенная до 16 высокопроизводительных трансиверов GTP со скоростью 6,6 Гбит/с, эта серия является одним из немногих решений в начальном сегменте индустрии ПЛИС, включающих возможности высокопроизводительных трансиверов. Поддержка адаптивной эквализации, сканирования диаграммы глаза в 2D и симуляционных моделей IBIS-AMI значительно упрощает сложность высокоскоростного последовательного проектирования, позволяя легко справляться с требованиями высокоскоростной передачи данных. В отношении возможностей обработки сигналов Artix-7™ интегрирует до 740 DSP-срезов с пропускной способностью DSP 930 GMAC/с. Это позволяет эффективно обрабатывать сложные арифметические операции и задачи фильтрации сигналов, удовлетворяя требования к обработке в реальном времени в таких сценариях, как промышленное управление и медицинская визуализация. Емкость встроенной памяти Block RAM достигает 13 Мбит, дополненная интерфейсом памяти DDR3 со скоростью 1066 Мбит/с. Это обеспечивает достаточную поддержку для кэширования данных и высокоскоростных операций чтения-записи, дополнительно повышая пропускную способность системы и время отклика. Кроме того, эта серия интегрирует независимую двухъядерную 12-битную, 1 MSPS, 17-канальную гибкую аналого-цифровую функциональность, впервые внедряя аналого-цифровую интеграцию в недорогие ПЛИС. Это устраняет до 5 долларов США затрат на аналоговые компоненты, значительно снижая общую стоимость материалов системы.

Исключительно низкое энергопотребление ПЛИС Artix-7™ позволяет ей беспрепятственно адаптироваться к различным сценариям с ограниченным энергопотреблением. Помимо фундаментальной оптимизации процесса и архитектуры, серия включает в себя несколько гранулярных механизмов управления питанием, поддерживающих динамическое масштабирование мощности и технологию тактового стробирования. Это позволяет в реальном времени регулировать выходную мощность в зависимости от нагрузки системы, значительно снижая энергопотребление в режимах простоя для обеспечения стабильной работы от батареи или при ограниченном бюджете энергопотребления. Компактный корпус BGA типа «чип в корпусе» с проволочными выводами не только дополнительно уменьшает размеры устройства, но и снижает энергопотребление корпуса. Это обеспечивает совместимость с требовательными сценариями, такими как портативные устройства и ручные терминалы, одновременно удовлетворяя строгим требованиям SWAP-C (размер, вес, мощность, стоимость) для военного авиационного оборудования. Используя эти преимущества, Artix-7™ может похвастаться сроком службы более 15 лет, поддерживаемым наряду с другими устройствами 7-й серии Xilinx до 2040 года, обеспечивая надежную гарантию для долгосрочных развертываний в промышленных, медицинских и других приложениях.

Широкие сценарии применения и зрелая экосистема поддержки дополнительно укрепляют статус ПЛИС Artix-7™ как эталона на рынках с ограниченным энергопотреблением. В промышленном секторе она используется в таких приложениях, как управление двигателями и мониторинг систем. Интеграция в одном чипе функций АЦП, ЦСП и ПЛИС повышает системную интеграцию, одновременно снижая затраты и ускоряя выход на рынок. В здравоохранении ее низкое энергопотребление и компактная упаковка делают ее идеально подходящей для портативных медицинских устройств, таких как портативные ультразвуковые аппараты и медицинские эндоскопы, сохраняя превосходные возможности обработки изображений и сигналов в рамках ограниченных бюджетов энергопотребления. В потребительской электронике она находит широкое применение в цифровых зеркальных камерах высокого класса, 3D-телевизорах и многофункциональных принтерах, обеспечивая точное управление объективом, обработку изображений и расширение высокоскоростных интерфейсов. В области связи она поддерживает программно-определяемое радио и сценарии низкоуровневой беспроводной магистральной связи, обеспечивая эффективную обработку и передачу беспроводных сигналов благодаря высокой пропускной способности и низкому энергопотреблению. Кроме того, Xilinx предоставляет комплексные инструменты разработки и ресурсы IP, дополненные надежными услугами проектирования от партнеров, позволяя разработчикам быстро завершать проектирование, моделирование и массовое производство, одновременно снижая барьеры для разработки и временные затраты.

На фоне тенденции индустрии ПЛИС к высокой интеграции, низкому энергопотреблению и высокой экономической эффективности, выпуск ПЛИС Xilinx Artix-7™ является важной вехой. Он развеивает традиционное представление о том, что ПЛИС с низким энергопотреблением страдают от недостаточной производительности и ограниченной пропускной способности. Благодаря инновациям в процессе, оптимизации архитектуры и интеграции ресурсов, она достигает оптимального баланса между энергопотреблением, производительностью, пропускной способностью и стоимостью. Это не только обеспечивает высокопроизводительные, высоконадежные решения для рынков с ограниченным энергопотреблением, но и переопределяет отраслевой стандарт для недорогих ПЛИС. Для разработчиков Artix-7™ — это не просто устройство, а эффективная, гибкая и надежная платформа для разработки. Она позволяет им быстро достигать инноваций и модернизации продуктов в рамках строгих ограничений по энергопотреблению и стоимости. Для индустрии в целом Artix-7™ ускоряет внедрение технологии ПЛИС в большее количество сценариев с ограниченным энергопотреблением, вливая свежую энергию в технологический прогресс во встраиваемых системах, портативных устройствах, промышленном управлении и других областях.

【Сопутствующие товары】

XA7A50T-1CPG236Q

XA7A50T-1CSG324Q

XA7A50T-1CSG325Q

XA7A50T-1CSG325I

XA7A50T-2CSG324I

XA7A50T-2CPG236I

XA7A50T-2CSG325I

XA7A50T-1CSG324I