理由3 全新Xilinx 7 系列FPGA芯片的絕佳應(yīng)用

　　正如上文所說，正因為全新Xilinx 7 系列FPGA芯片具備的種種優(yōu)勢，所以它能做到進一步拓展FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域。其核心市場包括便攜式超聲波設(shè)備、無線基礎(chǔ)設(shè)備和新一代有線換入設(shè)備，新市場則包括數(shù)碼單反相機、3D TV平板顯示器以及高性能計算等領(lǐng)域。具體應(yīng)用詳見下文介紹：

　　(1)數(shù)碼單反相機——Artix-7系列 FPGA

　　眾所周知，高級數(shù)碼相機已經(jīng)越來越流行了。據(jù)統(tǒng)計，到2010年截止，數(shù)碼相機銷售量達到1.5億臺;其中數(shù)碼單反相機占上述相機總數(shù)的10%。無疑，這種情況將給FPGA帶來上億美元的巨大商機。但是在應(yīng)用過程中也是有所要求的，如：要盡量避免IC過時;相機內(nèi)部必須是高精度電機控制;追求低功耗、低成本等。

　　Artix-7 FPGA未出現(xiàn)以前，數(shù)碼單反相機中要用是多個ASSP芯片。但是Xilinx Artix-7 FPGA的推出給數(shù)碼單反相機帶來了福音。單個Artix-7 FPGA就可代替9個ASSP，還可以顯著降低成本、功耗和尺寸。其具體實施方案對比圖如下圖所示。兩種方案不同的IC成本、功耗、尺寸規(guī)格如下表所示。

　　明顯地，通過上表對比可知，相比采用ASSPs而言，采用Artix-7 系列FPGA芯片其成本降低66%、功耗降低37%、尺寸縮小85%。

　　(2)新一代無線多模式無線電——Kintex-7系列FPGA

　　新一代無線多模式無線電要求可移植性。具體來說，就是：能夠經(jīng)濟高效地滿足不斷提高的數(shù)據(jù)速率需求;能夠適應(yīng)新標準;同時還要支持多種空中接口混合使用 (MC-GSM+LTE)。除此之外，其應(yīng)用要求包括：支持CPRI/OBSAI接口標準;性能可提高至491MHz;降低資本支出和運營支出;降15%的系統(tǒng)成本;實現(xiàn)5個9的可用性(即99.999%的可用性)。

　　正因為上述要求的存在，所以就出現(xiàn)了一個問題：即要求現(xiàn)有的FPGA必須能夠擴展，以滿足嚴格的成本、性能和功耗要求。此時，Xilinx Kintex-7系列FPGA應(yīng)運而生，正好解決了這個難題。通過下圖我們可以看到相比之前的Virtex-6系列芯片來說，Xilinx Kintex-7系列FPGA在新一代無線多模式無線電上的應(yīng)用優(yōu)勢。可以毫不夸張的說，在采用Xilinx Kintex-7系列FPGA后，該方案的性價比提高3倍、功耗降低18%。

　　在系統(tǒng)性能方面，通過下表我們可以看得更清晰：

　　(3)有線通信架構(gòu)核心——Virtex-7系列FPGA

　　如今，在有線通信架構(gòu)中，已超過400萬個“智能”設(shè)備投入使用;并且視頻點播是無處不在的;此外因特網(wǎng)流量每年以70%以上的速度在增長，所以無形之中，線通信架構(gòu)的構(gòu)建就有著永無止境的帶寬需求。在應(yīng)用方面的話，要求能滿足目前和未來的標準要求、能與眾多端點設(shè)備相連、還能在保持低功率和較小占位面積的同時將性能提高3倍，并且可支持“Interlaken”協(xié)議。

　　由于容量和連接性要求極高，所以有線通信架構(gòu)最常采用ASIC方案。采用ASIC方案的NPU或交換結(jié)構(gòu)圖如左下圖所示。

　　但是，隨著超高端FPGA Virtex-7(全球首款單芯片300G 可編程橋接器)的出現(xiàn)，由于Virtex-7芯片在性能、帶寬和功耗上可與ASIC相媲美，并且與未進行功率優(yōu)化的器件相比，可降低28%的功耗。因此，在有線通信架構(gòu)的構(gòu)建中，Virtex-7系列芯片應(yīng)用的也越來越多了。采用Virtex-7系列方案的NPU或交換結(jié)構(gòu)圖如右上圖所示。下表是兩種方案的對比。從表中就可明顯看出Virtex-7系列芯片的優(yōu)勢。
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　　除了能在上文提到的數(shù)碼單反相機、新一代無線多模式無線電、有線通信架構(gòu)中有廣泛應(yīng)用，全新Xilinx 7 系列FPGA芯片還能滿足便攜超聲波設(shè)備、大批量10G有線通信設(shè)備所需性能;能支持LTE無線網(wǎng)絡(luò)部署;還能滿足3D顯示器的功耗和成本要求;下一代廣播視頻點播系統(tǒng)的性能和帶寬;支持新一代有線接入設(shè)備和高級雷達系統(tǒng)和高性能計算機系統(tǒng)等等。