原创 【博客大赛】FPGA评测SPARTAN6 LX9

         这一节评测LX9开发板的核心SPARTAN6系列FPGA芯片XC6SLX9，对其内部结构做一个深层次探究。

         表1中列出了XC6SLX9芯片所含的资源情况，其中几项主要的资源Slices 1430个、DSP48A1 16个、Block RAM 18Kb 32个和I/O 200个。在公司用习惯了K7这种大型器件，看到LX9的资源列表我表示很无语，这么少资源能干啥。但是看着LX9开发板上的跑马灯一闪一闪的，貌似正非常鄙视地回复我：别看我资源少，照样能嵌microblaze、照样能控制Ethernet、照样能…

表1

         好了，废话不多说，开始探秘XC6SLX9，首先从她的Slice开始，Slice是XC6SLX9逻辑资源的基本组成单元，一个CLB（Configutable Logic Block）中包含2个Slice。而Slice又分为2种：SLICEL和SCLICEM，其中SCLICEM比较特殊，不仅可充当普通的逻辑资源，而且可实现分布式RAM或者移位寄存器，当FPGA设计中需要少量RAM，即可采用SLICEM实现。

         Slice：基本结构如图1所示，是由4个6输入LUT、进位链carry logic、8个Flip Flop和复选器multiplexer组成。而SLICEM中主要是LUT比较特殊，可以充当RAM，每个LUT是6输入的，可以实现一个64 bit的RAM，因此一个SLICEM 4个LUT最大可实现256 bit RAM

图1

         DSP48A1：基本结构如图2所示，这个乘法器硬核可实现如（B±D）x A±C操作，包含利于滤波的预加器pre-adder，并且最大支持18bit x 18bit的乘法操作。DSP48A1是数字信号处理的利器，可惜在XC6SLX9里太少了。

图2

         Block RAM：在需要大量数据存储时，可以选择Block RAM资源，每块为18Kb大小，因此哪怕只用了1bit也占用了1个Block RAM资源。

         如图2所示为XC6SLX9的内部结构图，其中红色竖条块为Block RAM，绿色竖条块为DSP48A1，其它大部分为Slice资源，整个芯片资源分布非常整齐。

图3