原创 从Virtex-5面向四个领域优化平台成功推出得到的启迪

　　2008年推出45nm产品具有很大的风险，45nm产品最合适的推出时机应该是在2009年。

　　Xilinx 公司采用65nm工艺技术研发的 Virtex-5系列平台从第一款LX平台首批测试芯片开始，到刚刚推出的第四款FXT终极系统集成平台用了整整5年时间。Virtex-5系列平台这5年在市场上的表现， Xilinx 公司高性能产品部产品营销总监Chuck Tralka是这样评价的，采用65nm 的Virtex-5产品在FPGA市场领先了15个月，目前在高性能FPGA领域市场占到了98%份额。

　　Virtex-5  65nm成功秘诀（一）适时推出适当技术

　　“采用65nm 工艺技术Virtex-5产品已成功推出，我们下一个目标是针对45nm工艺技术的挑战。每次引进新制程技术，都会增加许多难度。”Chuck Tralka说，“关键是要把上一个制程技术中所学到的知识用到下一个制程技术上，为下一个制程技术的成功打下基础。实际上我们在2005年就开始了45nm工艺制程开发，目前已完成了四次芯片测试。但我认为，2008年并不是45nm产品推出的最好时机，这是因为新制程在2008年生产产品会带来一些高风险，这些风险包括：生产设备可靠性和精密度的问题、重大的芯片/器件模型匹配问题以及高冲模不良率和覆盖统计变化的制程边界数据的缺失等问题。所以，2008年推出45nm产品具有很大的风险，45nm最合适的推出时机应该是在2009年，2008年力推的应该是65nm产品。”Chuck Tralka表示，Virtex-5 65nm是最适合2008年的FPGA技术。

　　Virtex-5 65nm成功秘诀（二）成功源于创新

　　Virtex-5  65nm产品的成功推出，Xilinx的经验之一就是一定要把上一个制程技术中成功经验延用到下一个制程技术上。在90nm成功推出的基础上，Xilinx针对65nm工艺制程上的一些关键问题又有所创新。例如，在降低功耗方面，采用了栅极技术；在减少晶体管渗漏问题上采用了应变硅技术。应用低介电质绝缘和铜布线技术来提高性能，用多阀值和可变长度晶体管以及针对工艺性技术的高级可制造性设计来解决平衡性能、功耗和提升工艺性等。这些创新技术为Virtex-5  65nm产品的成功推出提供了技术上的保证。

　　Virtex-5系列提供了四个领域优化平台

　　Virtex-5系列是Virtex系列FPGA的第5代产品，基于其独特的ASMBL架构。Virtex-5 FXT FPGA的推出，意味着组成Xilinx公司Virtex-5系列的四款领域优化的FPGA平台已经全部推出，针对四个领域优化的平台共有24款器件可供客户选择。Xilinx公司处理解决方案部营销副总裁Dean Westman介绍说，Virtex-5第一个平台LX是针对逻辑应用领域而优化的、第二个平台LXT则是针对支持低功耗串行连接逻辑应用领域而优化、第三个SXT平台是针对支持串行连接的DSP应用领域而优化、而刚刚推出的FXT平台是专门针对支持高速串行连接的嵌入式处理应用领域而优化的。四个平台的24款器件都提供了一系列创新的特性。例如，新的CLB和增强的布线技术支持超快ExpressFabric 技术；LXT、SXT和FXT平台提供完全集成的PCI Express端点模块；LXT、SXT、FXT平台提供完全集成的三模式（0/100/1000 Mbps）以太网MAC模块；提供ECC选择的36Kbit 双端口BRAM/FIFO模块、和带PLL 的550MHz时钟管理管道(CMT) ，并支持ChipSync技术的SelectIO 以及第二代稀疏锯齿形(Sparse Chevron) 封装技术支持增强引脚输出等功能。与前一代 90nm FPGA 相比，速度平均提高 30%，逻辑容量增加 65%，动态功耗降低了35%。

　　四个面向领域优化的平台LX、LXT、SXT和FXT，提供了范围广泛的多种器件选择，工程师可根据自己的特定设计选择具有最佳资源组合的FPGA器件。

　　Virtex-5 FXT FPGA的特色

　　根据客户的需求，Virtex-5 FXT平台在业界率先集成了嵌入式PowerPC 440处理器模块、高速RocketIO GTX收发器和专用XtremeDSP处理能力。

　　Dean Westman介绍说，Virtex-5 FXT FPGA提供了同时符合两个业界标准的PowerPC 440处理器，其增强的系统性能可支持设计人员快速容易地实现先进的可升级嵌入式处理应用。每个处理器集成32KB指令和32KB数据缓存，在550MHz时钟下可以提供高达1,100 DMIPS的性能。先进的处理器模块架构，支持128位连接纵横交叉式构造。大大提高了系统能力，这是Virtex-5 FXT平台特色一。

          第二个特色是Virtex-5 FXT平台支持最热门的数字I/O和数千兆位（multi-gigabit）串行I/O技术，提供多达24个全功能RocketIO千兆级收发器（GTX)。这些增强的收发器可以支持从500Mbps到6.5Gbps的数据速率。Virtex-5 FXT GTX收发器是目前Virtex-5系列中速度最快的，不仅扩展了Virtex-5 LXT和SXT FPGA中得到验证的收发器架构，同时也方便了在Virtex-5 LXT、SXT和FXT平台间的设计移植，更容易实现升级。

　　第三个特色主要体现在Virtex-5 FPGA 系列高性能DSP的功能，Virtex-5 FXT平台提供多达384个内置18×25 XtremeDSP核和16.5 MB内部存储器，XtremeDSP核支持并行结构，在500 MHz时钟频率下可配置提供超过190 GMACs的DSP处理性能和92太比特/ 秒 （tera-bits/sec）的存储器带宽，新平台还支持40多种动态控制的工作模式。

　　Virtex-5 FXT FPGA可为有线和无线通信、音频/视频广播设备、军事、航空航天、工业系统以及其它众多应用提供了一个终极系统集成平台。Xilinx新发布的ISE Design Suite 10.1开发工具为Virtex-5 FXT FPGA平台提供全面支持。

　　应用案例

　　案例一，支持下一代无线基站的设计

　　在这一应用中采用Xilinx的Virtex-5 FXT FPGA可保证处理器子系统、DSP赋能的FPGA构造以及高速通信之间的紧密耦合和集成。这一无线基站（LTE）基带参考系统的硬件和软件单元的集成都利用标准硬件电路板在单片Virtex-5 FX100T器件上实现（图1）。并使成本降低24%，功耗降低30%以上。

　　案例二，支持IP视频优化

　　IP视频（Video-Over-IP）系统利用MPEG-2等压缩标准对视频流进行编码。然后，该系统利用因特网协议（IP）实现网络上不同点之间编码位流的传输。与网络上非时间关键的其它业务流量不同，视频数据必须遵守严格的服务质量（QoS）要求才能够满足视频要求。

　　目前利用视频处理器、用于加速或完成实时算法的可编程逻辑、以及用于网络通信的以太网解决方案构成的分块式解决方案也可以满足这些要求。Virtex-5 FXT FPGA是目前业界首个在单个可编程SoC芯片上实现了所有这些功能（图2）。

　　编者的话

　　前不久，在Xilinx举办的“2008可编程解决方案中国巡演”研讨会上，记者采访了该公司全球市场营销副总裁Sandeep Vij，他的一番话让我受益匪浅，“Xilinx取得今天的成绩，离不开创新。创新是Xilinx公司发展和领先潮流的灵魂所在。创新已经成为Xilinx企业文化的一个重要部分。在Xilinx的企业文化中，创新不是只围绕一两个人，而是全球3000 多个员工被鼓励进行创新、承担风险、尝试新鲜事物和发表意见。Xilinx的创新理念不仅仅停留在采用新工艺、开发新技术、新产品上，而是体现在各个方面，包括公司策略、商业模式、产品战略、营销方式、客户服务和开拓分销渠道等。正是得益于坚持创新的企业文化，Xilinx才能在各个方面都做出了不菲的业绩。如果不能不断创新，就意味着将失去竞争。这也是为什么Xilinx公司能在PLD行业保持领先地位、并不断向更广阔的市场稳步拓展的原因所在。”