Семейство VirtexTM

R

Архитектура Virtex

Основными особенностями архитектуры кристаллов семейства Virtex являются гибкость и регулярность. Кристаллы состоят из матрицы КЛБ (Конфигурируемый Логический Блок), которая окружена программируемыми блоками ввода-вывода (БВВ). Все соединения между основными элемента (КЛБ, БВВ) осуществляются с помощью набора иерархических высокоскоростных программируемых трассировочных ресурсов. Изобилие таких ресурсов позволяет реализовывать на кристалле семейства Virtex даже самые громоздкие и сложные проекты.

Кристаллы семейства Virtex производятся на осно-

ве статического ОЗУ (Static Random Access Memory

– SRAM), поэтому функционирование кристаллов определяется загружаемыми во внутренние ячейки памяти конфигурационными данными. Конфигурационные данные могут загружаться в кристалл несколькими способами. В ведущем последовательном режиме (Master Serial) загрузка осуществляется из внешнего ПЗУ и полностью управляется самой FPGA Virtex. В других режимах управление загрузкой осуществляется внешними устройствами (режимы Select-MAPTM, подчиненный последова-

тельный (Slave Serial) и JTAG).

Конфигурационные данные создаются пользователем при помощи программного обеспечения проек-

тирования Xilinx FoundationTM и Alliance Series. Про-

граммное обеспечение включает в себя схемный и текстовый ввод, моделирование, автоматическое и ручное размещение и трассировку, создание, загрузку и верификацию загрузочных данных.

200 МГц. В Табл. 2 представлены производительности некоторых стандартных функций, реализованных на кристаллах с градацией быстродействия

‘6’.

В отличие от предыдущих семейств ПЛИС Xilinx, в сериях VirtexTM и SpartanTM градация по быстродействию обозначается классом, а не задержкой на логическую ячейку. Соответственно, в семействах VirtexTM и SpartanTM чем больше класс, тем выше быстродействие.

Табл. 2. Производительность стандартных функций.

Функция Разрядность, [Бит] Virtex-6

Внутрикристальная производительность

Кристаллы Virtex обеспечивают более высокую производительность, чем предыдущие поколения FPGA. Проекты могут работать на системных частотах до 200 МГц, включая блоки ввода-вывода. Блоки ввода-вывода Virtex полностью соответствуют спецификациям PCI шины, поэтому кристалл позволяют реализовывать интерфейсные схемы, работающие на частоте 33 МГц или 66 МГц. В дополнение к этому кристаллы Virtex удовлетворяют требованию hot-swap для Compact PCI.

К настоящему времени кристаллы полностью протестированы на “эталонных” схемах. На основе тестов выявлено, что хотя производительность сильно зависит от конкретного проекта, большинство проектов работают на частотах превышающих 100 МГц и могут достигать системных частот до

Описание архитектуры

Матрица Virtex

Программируемая пользователем вентильная матрица серии Virtex показана на Рис.1. Соединение между КЛБ осуществляется с помощью главных трассировочных матриц - ГТМ. ГТМ - это матрица программируемых транзисторных двунаправленных переключателей, расположенных на пересечении горизонтальных и вертикальных линий связи. Каждый КЛБ окружен локальными линиями связи (VersaBlockTM), которые позволяют осуществить соединения с матрицей ГТМ.

Интерфейс ввода-вывода VersaRing создает дополнительные трассировочные ресурсы по пери-