Семейство Virtex-II Pro

Семейство ИС Virtex-II PRO предназначено для создания проектов на основе интеллектуальных IP ядер и заказных параметризируемых модулей и оптимизировано под реализацию законченных решений в области телекоммуникаций, беспроводной связи, построения сетей, видео и цифровой обработки сигналов. В архитектуре семейства предусмотрены мультигигабитные приемо-передатчики и процессорные ядра PowerPC.

Прогрессивный КМОП технологический процесс с топологическими нормами 0.13 мкм и 9-слойной металлизацией медью. Архитектура ПЛИС Virtex-II и Virtex-II Pro одинакова для обеих серий. Большинство технических характеристик также совпадают, отличия заключаются в следующем:

• Серия Virtex-II Pro является первым семейством ПЛИС с архитектурой FPGA, в которой используются встроенные процессорные ядра PPC405 и RocketI/O приемопередатчики;

• Предельное напряжение питания периферии равно 2.5 В, а не 3.3 В, как в серии Virtex-II, а 0.13 мкм технологический процесс обеспечил уменьшение размеров кристалла и энергопотребления;

• Цоколевка и конфигурационная последовательность в микросхемах обеих серий не совпадают, но проекты, выполненные на микросхемах серии Virtex-II, могут быть перенесены на микросхемы серии Virtex-II Pro.

• Более высокое быстродействие

Наименование	XC2VP2	XC2VP4	XC2VP7	XC2VP20	XC2VP30	XC2VP40	XC2VP50	XC2VP70	XC2VP100	XC2VP125
RocketIO	4	4	8	8	8	0/12	0/16	16/20	0/20	0/20/24
PowerPC	0	1	1	2	2	2	2	2	2	4
Логических ячеек	3 168	6 768	11 088	20 880	30 816	43 632	53 136	74 448	99 216	125 136
Распределённая память (Кб)	44	94	154	290	428	606	738	1 034	1 378	1 738
Блоки умножения 18x18	12	28	44	88	136	192	232	328	444	556
Блоки памяти по 18кб	12	28	44	88	136	192	232	328	444	556
Ёмкость блочной памяти (Кб)	216	504	792	1 584	2 448	3 456	4 176	5 904	7 992	10 008
Модули синхронизации (DCM)	4	4	4	8	8	8	8	8	12	12
Пользовательские БВВ	204	348	396	564	644	804	852	996	1 164	1 200

Основные особенности приемопередатчиков RocketIO:

• Полностью дуплексный последовательный приемопередатчик (SERDES) с пропускной способностью от 622 Мб/с до 3.125 Гб/с;

• Скорость двунаправленной передачи данных-120 Гб/c (24 каналов);

• Встроенная схема формирования и восстановления тактовых сигналов (CDR);

• Совместимость с Fibre Channel, Gigabit Ethernet, 10 Gb Attachment Unit Interface (XAUI) и широкополосными приемопередатчиками;

• 8-, 16-, или 32-разрядный внутренний интерфейс;

• 8Б/10Б кодер и декодер

• внутренние согласующие сопротивления 50 Oм/75 Ом приемника/передатчика, конфигурируемые пользователем;

• Программируемое выделение запятой;

• Поддержка соединений от 2-х до 24-х каналов;

• Выравнивание частоты путем введения/удаления символов;

• Пять уровней выходного дифференциального напряжения;

• Четыре уровня установки предыскажений по выбору;

• Режим внутренней петли обратной связи в каждом канале;

• Напряжение питания приемопередатчика 2.5В.

Основные характеристики процессорного блока PowerPC

• Встроенное ядро с гарвардской архитектурой и тактовой частотой до 400 МГц;

• Малое энергопотребление: 0.9 мВт/MГц;

• Пятикаскадный конвейерный тракт передачи данных;

• Аппаратные средства умножения / деления;

• Тридцать два 32-х разрядных регистра общего назначения;

• Ассоциативная двунаправленная КЭШ память команд емкостью 16КБ;

• Ассоциативная двунаправленная КЭШ память данных емкостью 16КБ;

• Блок управления памятью (Memory Management Unit-MMU):

• 64-входовые буферы трансляции-просмотра (TLB-Translation Lookaside Buffers);

• Изменяемые размеры страницы (от 1 КБ до 16 МБ)

• Интерфейс встроенной специальной памяти (OCM - On-chip Memory);

• Поддержка шинной архитектуры IBM Core Connect

• Поддержка отладки и трассировки;

• Встроенный таймер.

Минимальный набор программного обеспечения проектирования:

• ISE Foundation

• EDK - Embedded Development Kit

Архитектура ПЛИС Viitex-IIProотличается от предшествующего семей­ства в основном наличием интегрированных процессорных блоковPowerPCи блоков приемопередатчиковRocketI/O. Архитектура кристаллов семействаViitex-IIProпредставлена на рисунке.

Рисунок 8.Архитектура кристаллов семействаViitex-IIPro

ПЛИС семейств Virtexмогут успешно использоваться для создания высо­коскоростных вычислительных и телекоммуникационных устройств, шинных интерфейсов, сетевых устройств и контроллеров. Наличие аппаратных умножи­телей позволяет наиболее эффективно реализовывать на основе ПЛИС семействаVirtex-IIиVirtex-IIProсистемы цифровой обработки сигналов.