优化的协议开发套件和开发板为Virtex-5量产助力

         备受瞩目的65nm Virtex-5近期成功实现量产。在从推出样品到宣布量产的这一年时间中， Xilinx(赛灵思)公司在提高Virtex-5芯片质量、可靠性和ESD保护方面做了很多改进工作，特别是为了让应用设计工程师更方便、快捷地开发基于Virtex-5的设计，Xilinx对软件和整体解决方案进行了多优化，提供免费的设计工具、针对应用而优化过的协议开发套件、通用开发板以及参考设计。

         “Virtex-5成功实现量产，这意味这用户可以放心地将这些芯片贴装在他们的设计电路板，用于SMT生产。但这还不够，因为用户不仅需要高质量的Virtex-5芯片，他们还要求整体解决方案，包括针对应用优化过的开发套件和参考设计。” 赛灵思公司亚太区Virtex解决方案高级市场经理邹志雄表示，“由于比竞争对手领先一年推出65nm高端FPGA，我们有时间为量产做更细致、更全面的准备工作。”

         目前可用于65nm Virtex-5的开发工具包括可帮助解决设计者解决时序收敛挑战的ISE Foundation设计工具套件、用于高性能 DSP 系统的建模和实现工具System Generator for DSP，以及基于 MATLAB 语言、用于实现高性能 DSP 系统的AccelDSP 综合工具。其中，System Generator for DSP及AccelDSP支持赛灵思Virtex-5 LX和LXT，使那些即使不熟悉FPGA的DSP系统设计工程师及算法开发工程师也能够设计、仿真和验证DSP系统，而且与前一代Virtex-4 LX FPGA相比，新的开发工具可降低功耗达40%，DSP性能提高10%并极大地减少了面积。

         在协议开发套件方面，赛灵思已推出PCI Express开发套件(LXT)。这个针对PCI-Express应用而优化的Virtex-5 LXT FPGA开发套件支持PCIe/PCI-X/PCI标准，并通过了PCI-SIG 的PCI Express v1.1标准一致性与互通性测试，能帮助用户快速开发和评估采用PCI Express、PCI-X和PCI接口的设计。

图1：PCI Express开发套件(LXT)支持PCIe/PCI-X/PCI标准。

         在开发板和参考设计方面，Xilinx针对65nm Virtex-5系列 FPGA的4种平台(即LX、LXT、SXT和FXT，它们在高性能逻辑、串行连接功能、信号处理和嵌入式处理实现了最佳平衡)，都不同的开发板和参考设计，包括Virtex-5 LX ML501评估板、带有RocketIO GTP收发器的Virtex-5 LXT ML505 开发平台以及用于实现 DSP 和串行连接功能的 ML506(SXT)开发板。Virtex-5 ML505 开发平台提供功能丰富的通用评估与开发平台，包含了板上存储器和行业标准连接接口，可为嵌入式应用提供通用的开发平台。

         ML501参考设计利用嵌入式开发工具来创建基于CoreConnect总线架构的处理解决方案。MicroBlaze软处理器系统利用了EDK IP目录中的多个外设。基于ML501参考设计EDK自动生成的设备驱动程序库和平台支持，这些独立的软件应用可以用来熟悉EDK软件开发工具，同时使用ML501参考板上的功能。

         当然，实现65nm Virtex-5的量产并不是很容易，良率控制便是一个很大挑战。Virtex-5器件LX330最大逻辑单元可达330,000个，I/O可达1,200个，而芯片越大，良率保证就越困难。邹志雄表示他们通过与代工伙伴合作，对65nm工艺的良率控制有足够的信心。严格的高低温测试和ESD保护等措施，更是为量产后的芯片质量控制提供了保障。

          图2：邹志雄：用户不仅需要高质量的Virtex-5芯片，他们还要求整体解决方案，包括针对应用优化过的开发套件和参考设计。

         如何在降低功耗的同时不牺牲速度和性能则是另一个挑战。邹志雄解释道，一般情况下为降低功耗厂商会采用较低的内核电压， 但内核电压下降会牺牲速度，比如内核电压从1.1v下降到0.9v，速度将会降低17%。但赛灵思公司通过扩大硅分子间距，在采用1.0v电压时并没有增加漏电流，也没有牺牲速度与性能。目前能够做到1.0V内核电压的公司仅有英特尔、AMD、TI和Xilinx，Xilinx是唯一入围的FPGA公司。

         Virtex-5采用了先进的三层不同厚度的氧化层技术降低漏电和静电、通过1.0Vcc电压和应变硅技术实现了更低的动态功耗并提升性能、12层铜技术降低电容电压以及镍硅化物自动对准技术提升性能等这些首次在大规模FPGA芯片上使用的先进工艺。此外，它们还采用经过验证的ASMBL架构和Express Fabric，并内置了温度与电压传感器等技术，使得Virtex-5与前代90nm FPGA相比，速度平均提高30%，容量增加65%，动态功耗降低35%，静态功耗不变，芯片面积减小了45%。邹志雄透露，65nm Virtex的价格有望比90nm器件下降2～3成。

         Virtex-5目前已在日立国际电气公司的KP系列工业相机中得到采用。KP相机中充分利用Virtex-5中的32位MicroBlaze+软件处理器来支持高性能的图形处理功能。除了工业应用外，Virtex-5的主要应用领域还包括40G路由器、3G/3.5G基站、光通信以及数据传输等应用。

         “虽然首批量产的TD-SCDMA基站中仍采用的是Virtex-4产品，但在下一代TD基站中会看见Virtex-5。目前，Virtex-5在中国市场已赢得6个设计项目。” 邹志雄介绍道。