Spartan-7介紹

Spartan-7依然延續了28nm工藝，更加鞏固了Xilinx在28nm的領導地位，我們今天聊聊Spartan-7到底有哪些特色、優勢，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。

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器，所以產品定位低于Artix-7，市場定位依然是成本敏感領域，主要包括有工業、消費類應用以及汽車應用的理想選擇。

Spartan-7的特色

降低功耗

賽靈思在開發 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，以及相同的器件結構，從而使其成為結構緊湊的成本優化型 FPGA 系列器件。該產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：

性能更強

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

邏輯資源數量6000~102000，可以實現復雜的功能，

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。

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，有利于降低系統整體成本，相比前代產品，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。

更高速的軟內存控制器，可以支持DDR3-800;

下圖為Spartan-7系列的封裝圖。

4、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，對于保護知識產權非常有幫助。

4、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。

Vivado開發流程

Vivado 的專家級布局布線技術實現更快的時序收斂和 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，設計人員可創建用在Spartan-7 FPGA 中的 IP 核。隨著系統要求的不斷提高，設計人員可在 Artix-7 FPGA 中重用這一 IP 核。

Spartan-7 家族

總結

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，相比于前代產品還是很有競爭力的。

審核編輯：劉清