今天給大俠帶來簡介Xilinx Spartan-7，Spartan-7延續(xù)了28nm工藝，更加鞏固了 Xilinx在28nm的領導地位，今天聊聊 Spartan-7到底有哪些特色、優(yōu)勢，相比前一代有什么不同點，最主要的是，作為使用者，我們應該在怎么選擇使用這款新的器件。話不多說，上貨。

近日，賽靈思公司再度取得一項里程碑式成就——Spartan 系列器件銷量突破 10 億！這是賽靈思其他產(chǎn)品組合都尚未企及的重要里程碑。作為賽靈思成本優(yōu)化型產(chǎn)品系列中的旗艦款，Spartan 系列器件始終備受業(yè)界青睞，每一代產(chǎn)品都能為工業(yè)、消費和汽車應用帶來全新的前沿功能，包括任意連接、傳感器融合以及嵌入式視覺。首款 Spartan 器件于 1998 年面世。此后，賽靈思不斷推出新一代 Spartan 器件，以期提供新型解決方案和靈活應變的技術來滿足行業(yè)需求。 Spartan-7采用臺積公司 (TSMC) 的 28nm HPL 成熟工藝，所以功耗自然要比Spartan-6低很多，基本架構還是延續(xù)了7系列的CLB架構，增強了DSP和BlockRAM的性能，砍掉了高速串行收發(fā)器，所以產(chǎn)品定位低于Artix-7，市場定位依然是成本敏感領域，主要包括有工業(yè)、消費類應用以及汽車應用的理想選擇。

Spartan-7的特色

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降低功耗

賽靈思在開發(fā) 7 系列（Artix-7、Kintex-7 以及 Virtex-7）器件過程中與臺積公司 (TSMC) 通力合作，共同開發(fā)出了 28nm HPL 工藝。高介電層金屬閘 (HKMG) 工藝提供了高性能與低功耗的最佳組合，Spartan-7 FPGA 采用與成熟的 7 系列相同的 28nm HPL 工藝，以及相同的器件結(jié)構，從而使其成為結(jié)構緊湊的成本優(yōu)化型 FPGA 系列器件。

該產(chǎn)品系列具備很高的邏輯和 I/O 性能，功耗也得到嚴格控制。而且該期間可在兩種不同內(nèi)核電壓下工作，使用戶能夠在最高性能與最低功耗之間平衡。與競爭對手的28nm LP工藝對比如下表：

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性能更強

憑借高效率的 7 系列 CLB 架構、增強型 DSP 和 Block RAM等，系統(tǒng)時鐘頻率提高了30%以上，

邏輯資源數(shù)量6000~102000，可以實現(xiàn)復雜的功能，

增強型 DSP 模塊在 551MHz 頻率下可提供高達 176 GMAC 的性能

MicroBlaze 軟核處理器運行速率超過 200DMIPS。

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更高的邏輯與IO比

對于低成本器件來說，良好的邏輯與IO比，有利于降低系統(tǒng)整體成本，相比前代產(chǎn)品，Spartan-7的邏輯資源更為豐富，而且減小了器件的封裝尺寸，從而降低了系統(tǒng)的復雜度；最小的封裝尺寸僅為 8mm，對于尺寸與功耗都有限制的應用領域非常有殺傷力。

更高速的軟內(nèi)存控制器，可以支持DDR3-800，下圖為Spartan-7系列的封裝圖。

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安全與加密

支持器件的DNA序列號，這是一個57bit的二進制序列，在器件生產(chǎn)的時候燒死到芯片里面，每個芯片都是唯一標識。這個序列，用戶可以通過JTAG讀出來，然后進行設計加密，而且還支持AES256 CBC Mode 比特流解密與 SHA-256 比特流對稱認證，對于保護知識產(chǎn)權非常有幫助。

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模擬XDAC支持

XADC 包含兩個 12 位、1MSPS ADC，具有獨立的跟蹤與保持放大器 ，一個片上多路復用器，多達 17 個外部模擬輸入 以及片上熱傳感器和電源傳感器。

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Vivado開發(fā)流程

Vivado 的專家級布局布線技術實現(xiàn)更快的時序收斂和 20% 的利用率提升。可利用很多設計重用功能將針對某款器件或某個系列而構建的部分設計或 IP 打包，便于以后重復用于采用類似架構的另一款器件或系列。例如，設計人員可創(chuàng)建用在Spartan-7 FPGA 中的 IP 核。隨著系統(tǒng)要求的不斷提高，設計人員可在 Artix-7 FPGA 中重用這一 IP 核。

Spartan-7 家族

結(jié)語

Spartan-7器件，降低了功耗，提高了單位封裝面積的邏輯資源，增加了很多有用的功能，如果價格合適，相比于前代產(chǎn)品還是很有競爭力的。

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