|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ XILINX'ten modern FPGA'ler: VIRTEX serisi. Referans verisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Mikro devrelerin uygulanması 2014 yılında Amerikan şirketi Xilinx 30. yılını kutluyor. Zaten varlığının erken bir aşamasında, 1984 yılında şirket, kullanıcı tarafından yeniden programlanabilen temel matris kristalleri (Alan Programlanabilir Kapı Dizisi veya FPGA) gibi yeni bir tür mantık yongası önerdi. Çipler, elektronik tasarımcısına standart temel kalıp tasarımlarının avantajlarını sağlarken, çipin iş sahasında tasarlanmasına, yapılandırılmasına, hata ayıklanmasına, hatalarının düzeltilmesine ve yeniden yapılandırılmasına olanak sağladı. Sonuç, gelişmiş cihaz esnekliği ve pazara sunma süresinin önemli ölçüde azalmasıdır. Xilinx'in bugüne kadarki başarıları nelerdir? Giriş Bugün Xilinx çeşitli FPGA serileri üretmektedir. Bunlar, kullanıcı tarafından yeniden programlanabilen temel matris kristalleri olan FPGA'lara ve karmaşık programlanabilir mantık aygıtları olan CPLD'lere (Karmaşık Programlanabilir Mantık Aygıtları) bölünmüştür. Her seri bir ila birkaç aile içerir; bunlar da kapasite, hız ve muhafaza tipi bakımından farklılık gösteren mikro devreler içerir (şekle bakın). Xilinx FPGA'nın ana özellikleri (2004 başı itibariyle): • Önemli miktarda kaynak: çip başına 10 milyondan fazla sistem kapısı;
Xilinx, üç tür belleğe dayalı FPGA'ler üretir: • SRAM (FPGA tipi). Bu durumda, devre konfigürasyonu dahili "gölge" RAM'de saklanır ve başlatma, harici bir bellek dizisinden gerçekleştirilir. Yapılandırma dizisi (bit akışı), sistemdeki FPGA'ya doğrudan yüklenebilir ve sınırsız sayıda yeniden yüklenebilir. Besleme voltajı uygulandığında veya özel bir sinyal tarafından zorlandığında FPGA, harici bir önyükleme ROM'undan otomatik olarak başlatılır. Başlatma işlemi 20-200 ms sürer, bu sırada FPGA pinleri yüksek dirençli durumdadır (mantıksal duruma çekilmiştir). Bu tür FPGA'ler Virtex ve Spartan serisinden çipleri içerir;
Hata ayıklama aşamasında yapılandırma, üç tür kablo kullanılarak bilgisayardan yüklenebilir: MultiPRO Masaüstü Aracı, Paralel Kablo IV ve MultiLinx Kablosu. Tüm kablolar, JTAG portu üzerinden CPLD çiplerinin programlanmasını destekler. Kablo seçerken aşağıda sıralanan özelliklerini dikkate almalısınız: MultiPRO Masaüstü Aracı bir PC paralel bağlantı noktasına bağlanır, tüm Xilinx FPGA'lerin sistem içi programlamasını/yapılandırmasını ve ayrıca CoolRunner-ll ailesi FPGA'ları ile XC18V00 ve PlatformFlash serisi EPROM'larının çevrimdışı programlamasını destekler. Aynı zamanda, hem programlayıcının hem de indirme kablosunun tek bir sette bulunması, hata ayıklama ve programlama için bir dizi aracın maliyetini düşürmeyi mümkün kıldı; Paralel Kablo IV PC paralel bağlantı noktasına bağlanır, FPGA önyüklemesini ve CPLD programlamayı ve JTAG bağlantı noktası aracılığıyla yapılandırmanın geri okunmasını destekler. Besleme voltajı harici bir 5 V kaynaktan sağlanır. Kablo paketinde, bilgisayarın PS/2 bağlantı noktasından kabloya güç sağlamak üzere tasarlanmış bir adaptör bulunur; MultiLinx Kablosu Bir bilgisayarın veya iş istasyonunun RS-232 bağlantı noktasına ve ayrıca bir bilgisayarın USB bağlantı noktasına bağlanır. Besleme voltajı (5; 3,3; 2,5 V) karttan sağlanır.
Xilinx, FPGA'lerine dayalı bir proje uygulamanıza olanak tanıyan eksiksiz bir yazılım seti sunar. Yazılım şematik ve metin girişi, VHDL/Verilog sentezi, fonksiyonel simülasyon, kalıp izleyici, rota sonrası simülasyon ve çok daha fazlasını içerir. Ek olarak Xilinx, FPGA tabanlı cihazlar tasarlarken kütüphane öğeleri olarak kullanılabilecek mantıksal çekirdekler adı verilen özel modüller geliştirir. Modern XILINX mikro devrelerinin kısa sınıflandırması Bugün Xilinx'in en umut verici FPGA'leri şunlardır: • Virtex serisi FPGA;
Xilinx'in halihazırda üretilen diğer FPGA serilerinin yeni geliştirmelerde kullanılması önerilmez. Bu nedenle onları dikkate almayacağız. VIRTEX Serisi FPGA yongaları serisi dört aileyi içerir: Virtex, Virtex-E, Virtex-ll ve Virtex-ll Pro. 1998'in sonlarında piyasaya sürülen Virtex serisi yongalar, FPGA tipi FPGA'lerin geleneksel özelliklerini, yüksek performanslı sistem tasarımı sorunlarını çözmelerine olanak tanıyan güçlü bir dizi özellik ile genişletti. FPGA serisi yongalar, programlanabilir I/O blokları (Giriş-Çıkış Blokları - SE) ile çevrelenmiş, yapılandırılabilir mantık bloklarından (Yapılandırılabilir Mantık Blokları - CLB) oluşan bir matristen oluşan esnek bir mimari ile karakterize edilir. Yüksek hızlı aritmetik işlemler için özel hızlı taşıma mantığı, özel çarpan desteği, yüksek giriş sayım işlevleri için basamaklı zincirler, senkron/asenkron sıfırlama ve kurulum ile birden fazla saat etkin kayıt/mandal, dahili üç durumlu veri yolları performansı ve mantık paketlemeyi dengeler yoğunluk . Mikro devre serisindeki bellek elemanlarının hiyerarşik sistemi şunları içerir: 4 bit RAM veya 16 bit kaydırma yazmacı olarak yapılandırılmış dört girişli arama tablolarına (16-LUT - Arama Tablosu) dayanan dağıtılmış bellek; dahili blok belleği (her blok senkronize çift bağlantı noktalı RAM olarak yapılandırılmıştır) ve harici bellek modüllerine arayüzler. FPGA serisi çoğu I/O standardını (SelectIO™ teknolojisi) destekler ve sonraki ailelerin FPGA'leri diferansiyel sinyalleşme standartlarını destekler - LVDS (Düşük Gerilim Diferansiyel Sinyalleme), BLVDS (Bus LVDS), LVPECL (Düşük Gerilim Pozitif Verici-Birleşik Mantık) . Hızlı etkili dahili zamanlama kontrol devreleri sağlanmıştır. Tasarım, bir PC veya iş istasyonunda çalışan ISE (Entegre Yazılım Ortamı) yazılım paketi kullanılarak gerçekleştirilir: ISE BaseX, ISE Foundation, ISE Alliance. Virtex serisi mikro devreler 0,22-0,15 mikron topolojik standartlarda ve çok katmanlı metalizasyonla üretilmektedir. Serideki tüm mikro devreler %100 fabrika testine tabi tutulur. Virtex serisinde yer alan ana mikro devre ailelerine daha yakından bakalım. Virtex ailesi - 1984 yılında bu türden ilk FPGA'nın piyasaya sürülmesinden sonra dördüncü nesil FPGA yongaları. Ailenin FPGA yongaları ilk kez yalnızca geleneksel mantıksal işlevlerin değil, aynı zamanda ayrı özel ürünler tarafından gerçekleştirilen işlemlerin de uygulanmasını mümkün kıldı. Virtex ailesinin ortaya çıkışıyla birlikte FPGA çipleri, mantık devrelerini bağlama kategorisinden, dijital sistemlerin merkezi olarak hizmet veren programlanabilir cihazlar kategorisine geçmiştir. Virtex FPGA ailesinin ana özellikleri: yüksek performans (200 MHz'e kadar), büyük mantık kapasitesi (50 bin - 1 milyon sistem kapısı), 2,5 V çekirdek besleme voltajı, 66 MHz PCI veri yolu ile uyumluluk, " Kompakt PCI için çalışırken değiştirilebilir" işlevi (Tablo 1). Aile çipleri, LVTTL, LVCMOS16, PCI2, PCI33, GTL/GTL+, SSTL, HSTL, AGP ve CTT dahil 66 yüksek performanslı I/O standardını ve ayrıca KZBTRAM cihazlarına doğrudan bağlantıyı destekler. Yerleşik zamanlama kontrol devreleri, dört yerleşik DLL-Gecikme-Kilitli Döngü modülü ve dört küresel düşük kenarlı saat dağıtım ağının yanı sıra 24 yerel saat ağı içerir. Her çip üstü bellek bloğu, senkronize çift bağlantı noktalı 4Kbit RAM (maksimum toplam kapasite 128Kbit) olarak yapılandırılmıştır. Tablo 1. Virtex ailesi mikro devrelerinin parametreleri
Ailenin mikro devreleri, beş katmanlı metalizasyona sahip 0,22 μm CMOS teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Virtex-E ailesiEylül 1999'da piyasaya sürülen özellikleri ve özellikleri, özel ASIC'lerle karşılaştırılabilir. Ailenin FPGA çipleri veri alışverişi ve dijital sinyal işleme sistemleri için tasarlanmıştır. Birinci ailenin mikro devreleriyle karşılaştırıldığında, daha yüksek performans (320 MHz'e kadar sistem frekansı) ve daha büyük mantıksal kapasite (2 milyonun üzerinde sistem kapısı, Tablo 2) ile karakterize edilirler. Önceki ailede olduğu gibi SelectIO™ teknolojisi, ilk kez diferansiyel iletim standartları - LVDS, BLVDS, LVPECL dahil olmak üzere birden fazla I/O standardını destekliyor. Aile çipleri 32/64 bit, 33/66 MHz PCI'yi destekler. Çekirdek besleme voltajı 1,8 V'tur. Hiyerarşik üç seviyeli bellek sistemi, yapı olarak önceki ailedekiyle aynıdır. Ancak maksimum blok bellek kapasitesi 8,75 kat artırılarak 1120 kbit'e çıkarıldı. Ayrıca 200 MHz ZBTSRAM ve 200 Mbit/s DDR SDRAM gibi harici yüksek performanslı RAM'lere yönelik hızlı arayüzler de vardır.
Böylece, bu ailenin mikro devrelerinde Virtex'e kıyasla aşağıdakiler artar: • eşdeğer mantıksal kapasite (üç kat);
Tablo 2. Virtex-E ailesi mikro devrelerinin parametreleri
Birçok yüksek performanslı ağ ve görüntü işleme sistemi büyük miktarlarda RAM gerektirir. Buna yanıt olarak Xilinx, 2000 yılının başında Virtex-E ailesinin artırılmış bellek kapasitesine sahip bir versiyonunu yayınladı - Virtex-EM (XCV504E ve XCV812E). Tablo 3. Virtex-EM ailesinin artırılmış blok hafıza kapasitesine sahip çiplerinin parametreleri
Bu mikro devreler, 160 Gbit/s iletim hızına sahip anahtarlama sistemleri oluşturmak için etkili ve güvenilir bir platformdur (Tablo 3). Çift bağlantı noktalı blok belleğin hacminin 1 Mbit'e yükseltilmesi ve altı katmanlı metalizasyonda bakır teknolojisi kullanılarak yapılan iki katmanın (üst ve saat sinyali dağıtımı) kullanılmasıyla yüksek verim elde edilir. Virtex-ll ailesi FPGA platformlarının oluşumu için yeni bir ideoloji uygulayarak FPGA'lerin dijital bir cihazın ana bileşeni haline gelmesini sağlar. Virtex-ll ailesinin bir çipinde, 8 milyona kadar sistem kapısına kadar mantıksal kapasiteye sahip karmaşık bir dijital sistem oluşturabilirsiniz. Aynı zamanda, benzer işlevselliğe sahip özel bir entegre devreyle karşılaştırıldığında geliştirme süresi önemli ölçüde kısalır. Virtex-ll ailesi, mantıksal kapasiteleri farklı olan 11 mikro devre içerir (Tablo 4). Tablo 4. Virtex-ll ailesi FPGA'nın ana parametreleri
Bu aile, veri iletim cihazları ve dijital sinyal işleme cihazları gibi düşük ve yüksek entegrasyon derecesine sahip çok çeşitli yüksek performanslı sistemlerin tasarlanması için uygundur. Virtex-ll ailesinin mikro devreleri, PCI, LVDS ve DDR arayüzlerini kullanarak telekomünikasyon, ağ sistemleri, kablosuz iletişim, dijital sinyal işleme alanında eksiksiz çözümler uygular. Bu tür çözümlerin bir örneği PowerPC 405 ve MicroBlaze işlemcilerin uygulanmasıdır. 0,12-0,15 mikron topolojik standartlara ve sekiz metal kaplama katmanına sahip mikro devrelerin üretiminde kullanılan CMOS teknolojisi, projelerin yüksek hızda ve düşük güç tüketimiyle uygulanmasına olanak sağlar. Virtex-ll mikro devre ailesinin mantıksal kapasitesi, bir çip üzerinde 40 bin - 8 milyon sistem kapısıdır, dahili saat frekansı 400 MHz'i aşar ve veri alışveriş hızı, bir I/O kontağı üzerinden 840 Mbit/s'yi aşar. Dağıtılmış belleğin hacmi 1,5 Mbit'e ulaşır, her biri 18 kbit kapasiteli çift bağlantı noktalı RAM blokları üzerinde uygulanan dahili bellek 3 Mbit'tir. DDR-SDRAM, QDR™-SRAM ve Sigma RAM gibi harici bellek modüllerine arayüzler sağlanır. Çip ailesi 18x18 bitlik çarpan blokları, saat çözünürlüğü ve senkron/asenkron sıfırlama ve ayarlama ile 93184'e kadar kayıt/mandal ve 93184 fonksiyon üreteci (4-LUT) içerir. Zamanlama kontrolü, 12 adede kadar zamanlama yönetimi modülü (DCM) ve 16 global saat çoklayıcı tarafından sağlanır. Hassas zamanlama kenarı düzeltme, frekans çoğaltma, bölme, yüksek çözünürlüklü faz kaydırma ve EMI koruması sağlar. Kullanılan Aktif Ara Bağlantı teknolojisi, çıkış yayılma oranından bağımsız olarak öngörülebilir gecikme süresine sahip dördüncü nesil bölümlenmiş yönlendirme yapısına olanak tanır. 1108'e kadar sahada programlanabilir I/O bloğu, 19 tek kutuplu ve altı diferansiyel I/O standardı çoğu dijital sinyal standardını destekler. Yerleşik çift veri hızlı giriş ve çıkış kayıtları 840 Mbps LVDS sinyali sağlar. Programlanabilir akım taşıma kapasitesi - çıkış başına 2-24 mA. Her I/O bloğunun empedansı programlanabilir. Virtex-ll yongaları PCI-133/66/33 MHz veri yollarıyla uyumludur. Beş konfigürasyon yükleme modu mümkündür. Konfigürasyon sırasının şifrelenmesi TRIPLE DES standardına göre gerçekleştirilir, konfigürasyon desteği IEEE 1532 standardına göre gerçekleştirilir, kısmi yeniden konfigürasyon mümkündür. Programlanan sinyal standardına bağlı olarak kristal çekirdeğin besleme voltajı 1,5 V, giriş/çıkış blokları 1,5-3,3 V'tur. Mikro devreler, 0,15 mikron tasarım standartlarına (yüksek hızlı transistörlerin kanal uzunluğu 0,12 mikrondur) ve sekiz kat metalizasyona sahip CMOS teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Virtex-ll Pro Ailesi akıllı IP çekirdeklerine ve özel parametrelendirilebilir modüllere dayalı sistemler oluşturmaya yöneliktir. Ailenin mikro devreleri telekomünikasyon, kablosuz iletişim, ağ oluşturma, video ve dijital sinyal işleme alanlarında eksiksiz çözümlerin uygulanması için optimize edilmiştir. Çip mimarisinde ilk kez çok bitli RocketIO alıcı-vericileri ve PowerPC işlemci çekirdekleri bulunuyor. 0,13 mikron topolojik standartlara ve dokuz katmanlı bakır metalizasyona sahip CMOS teknolojisi kullanılarak üretilirler, bu da önceki serilerin mikro devrelerine kıyasla kristal boyutunu ve güç tüketimini azaltmayı mümkün kılar. Tablo 5. Virtex-ll Pro ailesi FPGA'nın ana parametreleri
Virtex-ll ve Virtex-ll Pro matrislerinin mimarisi aynıdır. Teknik özelliklerin çoğu aynıdır (Tablo 5). İki mikro devre ailesi arasındaki farklar aşağıdaki gibidir: • alt çevresel besleme gerilimi limiti: Virtex-ll serisi için 2,5 V'a karşı 3,3 V;
Virtex-ll Pro serisi, gömülü RocketIO alıcı-vericilerini ve PPC405 işlemci çekirdeklerini uygulayan FPGA mimarisine sahip ilk FPGA ailesidir. RocketIO, 2 Mbps'den 24 Gbps'ye kadar verimle 622 ila 3,125 kanal arasındaki bağlantıları destekleyen tam çift yönlü bir seri alıcı-vericidir (SERDES). Çift yönlü veri aktarım hızı -120 GB/s. Her kanalın dahili bir geri besleme döngüsü modu vardır. Alıcı-vericide yerleşik saat oluşturma ve kurtarma (CDR), ekleme/silme yoluyla frekans eşitleme, programlanabilir virgül vurgulama, 8-, 16- veya 32-bit dahili arayüz, 8-/10-bit kodlayıcı ve kod çözücü bulunur. RocketIO, Fiber Kanal, Gigabit Ethernet, 10 Gb Ek Birim Arayüzü (XAUI) ve geniş bant alıcı-verici protokolleriyle uyumludur. Kullanıcı tarafından yapılandırılabilen dahili alıcı/verici eşleştirme empedans değerleri 50/75 ohm'dur. Beş çıkış diferansiyel voltajı seviyesi ve aralarından seçim yapabileceğiniz dört ön distorsiyon seviyesi vardır. Alıcı-vericinin besleme voltajı 2,5 V'tur. PowerPC işlemci birimi, Harvard mimarisine, beş aşamalı ardışık düzen veri aktarım yoluna ve donanım çoğaltma/bölme özelliğine sahip, saat frekansı 400 MHz'e kadar olan yerleşik bir çekirdektir. Birim ayrıca otuz iki adet 32 bitlik genel amaçlı yazmaç, 16Kb çift yönlü talimat ve veri önbelleği ilişkisel devreleri, bir bellek yönetim birimi, 64 girişli Çeviri Görünümü Ara Bellekler (TLB) ve çip üzerinde özel bir bellek arayüzü içerir. Sayfa boyutları 1K ila 16 Mbit arasında değişebilir. Yerleşik bir zamanlayıcı var. İşlem birimi, IBM CoreConnect veri yolu mimarisini, hata ayıklama ve izleme işlemlerini destekler. Güç tüketimi düşüktür: 0,9 mW/MHz. Gelecek vaat eden endüstriyel teknoloji temelinde oluşturulan, yüksek performans ve maliyet etkinliği ile karakterize edilen Virtex serisinin FPGA mimarisine sahip FPGA'ler, dünya çapındaki geliştiriciler tarafından kullanılan ana programlanabilir mantık yongalarından biridir. Ve piyasaya sürüldükleri Mart 2002'den bu yana Xilinx, Virtex-ll Pro ailesinin FPGA çiplerini temel alan 100 binden fazla PowerPC çekirdeği gönderdi. Yazar: M. Kuzelin; Yayın: cxem.net
Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine
02.05.2024 Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop
02.05.2024 Böcekler için hava tuzağı
01.05.2024
▪ Otomobiller için Corning Gorilla Glass ▪ Ders kitapları ve defterler yerine elektronik tablet
▪ saha bölümü Gerilim stabilizatörleri. Makale seçimi ▪ makale Şok dalgası. Güvenli yaşamın temelleri ▪ makale Erimeyen dondurmayı nereden alabilirim? ayrıntılı cevap ▪ makale Ruta kokulu. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Kokulu maddelerin ekstraksiyonu (ekstraksiyonu). Basit tarifler ve ipuçları
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri