目前市場上FPGA芯片主要來自Xilinx公司和Altera公司，這兩家公司占據(jù)了FPGA 80%以上的市場份額，其他的FPGA廠家產(chǎn)品主要是針對某些特定的應(yīng)用，比如，Actel公司主要生產(chǎn)反熔絲結(jié)構(gòu)的FPGA，以滿足應(yīng)用條件極為苛刻的航空、航天領(lǐng)域產(chǎn)品。下面介紹Altera和Xilinx兩家公司的代表產(chǎn)品。

Altera公司的典型產(chǎn)品

Altera公司的FPGA器件大致分三個系列：一是低端的Cyclone系列;二是高端的Stratix系列;三是介于二者之間可以方便ASIC化的Arriva系列。

1. 面向高性能的Stratix系列FPGA

Stratix系列FPGA能夠幫助用戶以更低的風險和更高的效能盡快推出最先進的高性能產(chǎn)品。結(jié)合了高密度、高性能及豐富的特性，Stratix系列FPGA能夠集成更多的功能，提高系統(tǒng)帶寬。Stratix系列產(chǎn)品代的特性是革命性的，而且還在不斷發(fā)展。

Stratix FPGA和Stratix GX型號是Altera公司Stratix FPGA系列中最早的型號產(chǎn)品。這一高性能FPGA系列引入了DSP硬核知識產(chǎn)權(quán)（IP）模塊及Altera應(yīng)用廣泛的TriMatrix片內(nèi)存儲器和靈活的I/O結(jié)構(gòu)。

Stratix II FPGA和Stratix II GX型號引入了自適應(yīng)邏輯模塊（ALM）體系結(jié)構(gòu)，采用高性能8輸入分段式查找表（LUT）替代了4輸入LUT。Altera最新的高端FPGA使用了這一創(chuàng)新的ALM邏輯結(jié)構(gòu)，可批量提供Stratix II和Stratix II GX FPGA，還是強烈建議新設(shè)計使用它們。

Stratix III FPGA是業(yè)界功耗最低的高性能65nm FPGA?？梢越柚壿嬓停↙）、存儲器和DSP增強型（E）來綜合考慮用戶的設(shè)計資源要求，而不會采用資源比實際需求大得多的器件進行設(shè)計，從而節(jié)省了電路板，縮短了編譯時間，降低了成本。Stratix III FPGA主要面向很多應(yīng)用的高端內(nèi)核系統(tǒng)處理設(shè)計。

Stratix IV FPGA在任何40nm FPGA中都是密度最大、性能最好、功耗最低的。Stratix IV FPGA系列提供增強型（E）和帶有收發(fā)器的增強型器件（GX和GT），滿足了無線和固網(wǎng)通信、軍事、廣播等眾多市場和應(yīng)用的需求，這一高性能40nm FPGA系列包括同類最佳的11.3 Gbps收發(fā)器。

在所有28nm FPGA中，Stratix V FPGA實現(xiàn)了最大帶寬和最高系統(tǒng)集成度，非常靈活。器件系列包括兼容背板、芯片至芯片和芯片至模塊功能的14.1 Gbps（GS和GX）型號，以及支持芯片至芯片和芯片至模塊的28G（GT）收發(fā)器型號，具有一百多萬LE，以及4 096個精度可調(diào)DSP模塊。

采用了Intel 14nm三柵極技術(shù)的Altera Stratix 10 FPGA是任何FPGA中性能最好、帶寬和系統(tǒng)集成度最高的，而且功耗非常低。Stratix 10器件具有56Gbps收發(fā)器、28Gbps背板、浮點數(shù)字信號處理（DSP）性能，支持增強IEEE 754單精度浮點，單片管芯中有四百多萬邏輯單元（LE），支持多管芯3D解決方案，包括SRAM、DRAM和ASIC。Stratix 10 SoC是Intel 14nm三柵極晶體管技術(shù)的第一款高端SoC系列，具有針對每瓦最佳性能進行了優(yōu)化的下一代硬核處理器系統(tǒng)。

2. 面向低成本的Cyclone系列FPGA

Cyclone系列FPGA是為了滿足用戶對低功耗、低成本設(shè)計的需求，幫助用戶更迅速地將產(chǎn)品推向市場。每一代Cyclone系列FPGA都致力于解決提高集成度和性能的技術(shù)挑戰(zhàn)，降低功耗，產(chǎn)品及上市時間的問題，同時滿足用戶的低成本要求。

Cyclone FPGA是第一款低成本FPGA。對于當今需要高級功能及極低功耗的設(shè)計來說，可以考慮密度更高的Cyclone IV和Cyclone III FPGA，這些更新的Cyclone系列將繼續(xù)為用戶的大批量、低成本應(yīng)用提供業(yè)界最好的解決方案。

Cyclone II FPGA從根本上針對低成本進行設(shè)計，為大批量低成本應(yīng)用提供用戶需要的各種功能。Cyclone II FPGA以相當于ASIC的成本實現(xiàn)了高性能和低功耗的目標。

Cyclone III FPGA前所未有地幫助用戶同時實現(xiàn)了低成本、高性能和最佳功耗，大大提高了競爭力。Cyclone III FPGA系列采用臺積電（TSMC）的低功耗工藝技術(shù)制造，以相當于ASIC的價格實現(xiàn)了低功耗的目標。

Cyclone IV FPGA是市場上成本最低、功耗最低的FPGA，現(xiàn)在還提供收發(fā)器型號產(chǎn)品。Cyclone IV FPGA系列面向?qū)Τ杀久舾械拇笈繎?yīng)用，以滿足用戶對越來越大的帶寬需求，同時降低了成本。

Cyclone V FPGA為工業(yè)、無線、固網(wǎng)、廣播和消費類應(yīng)用提供市場上系統(tǒng)成本最低、功耗最低的FPGA解決方案，該系列集成了豐富的硬核知識產(chǎn)權(quán)（IP）模塊，幫助用戶以更低的系統(tǒng)總成本和更短的設(shè)計時間完成更多的工作。Cyclone V系列中的SoC FPGA實現(xiàn)了獨特的創(chuàng)新技術(shù)，例如，以硬核處理器系統(tǒng)（HPS）為中心，采用了雙核ARM CortexTM-A9 MPCoreTM處理器，以及豐富的硬件外設(shè)，從而降低了系統(tǒng)功耗和成本，減小了電路板面積。

Xilinx公司的典型產(chǎn)品

Xilinx的主流FPGA分為兩大類：一種側(cè)重低成本應(yīng)用，容量中等，性能可以滿足一般的邏輯設(shè)計要求，如Spartan系列;另一種側(cè)重于高性能應(yīng)用，容量大，性能能滿足各類高端應(yīng)用，如Virtex系列，用戶可以根據(jù)實際應(yīng)用要求進行選擇，在性能可以滿足的情況下，優(yōu)先選擇低成本器件。

1. 面向高性能的Virtex系列FPGA

Virtex系列是Xilinx的高端產(chǎn)品，也是業(yè)界的頂級產(chǎn)品，Xilinx公司正是憑借Virtex系列產(chǎn)品贏得市場，從而獲得FPGA供應(yīng)商領(lǐng)頭羊的地位?？梢哉f，Xilinx以其Virtex系列FPGA產(chǎn)品引領(lǐng)現(xiàn)場可編程門陣列行業(yè)。主要面向電信基礎(chǔ)設(shè)施、汽車工業(yè)、高端消費電子等應(yīng)用。目前的主流芯片包括Vitrex-2、Virtex-2 Pro、Virtex-4、Virtex-5、Virtex-6和Virtex-7等種類。

Virtex-2系列于2002年推出，其采用0.15nm工藝，1.5V的內(nèi)核電壓，工作時鐘可高達420MHz，支持20多種I/O接口標準，具有完全的系統(tǒng)時鐘管理功能，且內(nèi)置IP核硬核技術(shù)，可以將硬IP核分配到芯片的任何地方，具有比Virtex系列更多的資源和更高的性能。

Virtex-2 Pro系列在Virtex-2的基礎(chǔ)上，增強了嵌入式處理功能，內(nèi)嵌了PowerPC405內(nèi)核，還包括了先進的主動互聯(lián)（Active Interconnect）技術(shù)，以解決高性能系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)，此外，還增加了高速串行收發(fā)器，提供了千兆以太網(wǎng)的解決方案。

Virtex-4系列是基于高級硅片組合模塊（ASMBL）架構(gòu)的，其具有邏輯密度高，時鐘頻率高達500 MHz;具備DCM模塊、PMCD相位匹配時鐘分頻器、片上差分時鐘網(wǎng)絡(luò);采用了集成FIFO控制邏輯的500MHz SmartRAM技術(shù)，每個I/O都集成了ChipSync源同步技術(shù)的1 Gbps I/O和Xtreme DSP邏輯片。設(shè)計者可以根據(jù)需求選擇不同的Virtex-4子系統(tǒng)，面向邏輯密集的設(shè)計：Virtex-4 LX，面向高性能信號處理應(yīng)用：Virtex-4 SX，面向高速串行連接和嵌入式處理應(yīng)用：Virtex-4 FX。Virtex-4系列的各項指標比VirtexII均有很大程度的提高，從2005年年底開始批量生產(chǎn)，已取代VirtexII，VirtexII-Pro，是Xilinx在當今高端FPGA市場中的最重要的產(chǎn)品。

Virtex-5系列以最先進的65nm銅工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，采用第二代ASMBL（高級硅片組合模塊）列式架構(gòu)，包含五種截然不同的平臺（子系列）。每種平臺都包含不同的功能配比，以滿足諸多高級邏輯設(shè)計的需求。除了最先進的高性能邏輯架構(gòu)外，Virtex-5 FPGA還包含多種硬IP系統(tǒng)級模塊，包括強大的36 Kb Block RAM/FIFO、第二代25x18 DSP Slice、帶有內(nèi)置數(shù)控阻抗的SelectIO技術(shù)、ChipSync源同步接口模塊、系統(tǒng)監(jiān)視器功能、帶有集成DCM（數(shù)字時鐘管理器）和鎖相環(huán)（PLL）時鐘發(fā)生器的增強型時鐘管理模塊及高級配置選項。其他基于平臺的功能包括針對增強型串行連接的電源優(yōu)化高速串行收發(fā)器模塊、兼容PCI Express的集成端點模塊、三態(tài)以太網(wǎng)MAC （媒體訪問控制器）和高性能PowerPC 440微處理器嵌入式模塊，這些功能使高級邏輯設(shè)計人員能夠在其基于FPGA的系統(tǒng)中體現(xiàn)最高級別的性能。

Virtex-6系列為FPGA市場提供了最新、最高級的特性。Virtex-6 FPGA是提供軟硬件組件的目標測試平臺可編程硅技術(shù)基礎(chǔ)，可幫助設(shè)計人員在開發(fā)工作啟動后集中精力于創(chuàng)新工作。Virtex-6系列采用第三代ASMBL（高級硅片組合模塊）柱式架構(gòu)，包括了多個不同的子系列。本概述將介紹LXT、SXT和HXT子系列的器件。每個子系列都包含不同的特性組合，可高效滿足多種高級邏輯設(shè)計需求。除了高性能邏輯結(jié)構(gòu)外，Virtex-6 FPGA還包括許多內(nèi)置的系統(tǒng)級模塊。上述特性能使邏輯設(shè)計人員在FPGA系統(tǒng)中構(gòu)建最高級的性能和功能。Virtex-6 FPGA采用了尖端的40nm銅工藝技術(shù)，為定制ASIC技術(shù)提供了一種可編程的選擇方案。Virtex-6 FPGA還為滿足高性能邏輯設(shè)計人員、高性能DSP設(shè)計人員和高性能嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員的需求而提供了最佳解決方案，其帶來了前所未有的邏輯、DSP、連接和軟微處理器功能。

Virtex-7是2011年推出的超高端FPGA產(chǎn)品，工藝為28nm，使客戶在功能方面收放自如，既能降低成本和功耗，也能提高性能和容量，從而降低低成本和高性能系列產(chǎn)品的開發(fā)部署投資。此外，與Virtex-6相比，可確保將成本降低35%，且無需增量轉(zhuǎn)換或工程投資，從而進一步提高了生產(chǎn)率。

2. 面向低成本的Spartan系列FPGA

Spartan系列適用于普通的工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域，目前主流的芯片包括Spartan-2、Spartan-2E、Spartan-3、Spartan-3A、Spartan-3E及Spartan-6等種類。

Spartan-2在Spartan系列的基礎(chǔ)上繼承了更多的邏輯資源，為達到更高的性能，芯片密度高達20萬系統(tǒng)門。由于采用了成熟的FPGA結(jié)構(gòu)，支持流行的接口標準，具有適量的邏輯資源和片內(nèi)RAM，并提供靈活的時鐘處理，可以運行8位的PicoBlaze軟核，主要應(yīng)用于各類低端產(chǎn)品中。

Spartan-2E系列是基于Virtex-E架構(gòu)，具有比Spartan-2更多的邏輯門、用戶I/O和更高的性能。Xilinx還為其提供了包括存儲器控制器、系統(tǒng)接口、DSP、通信及網(wǎng)絡(luò)等IP核，并可以運行CPU軟核，對DSP有一定的支持。

Spartan-3系列是基于Virtex-II FPGA架構(gòu)，采用90nm技術(shù)，8層金屬工藝，系統(tǒng)門數(shù)超過5百萬，內(nèi)嵌了硬核乘法器和數(shù)字時鐘管理模塊。從結(jié)構(gòu)上看，Spartan-3將邏輯、存儲器、數(shù)學運算、數(shù)字處理器處理器、I/O及系統(tǒng)管理資源完美地結(jié)合在一起，使之有更高層次、更廣泛的應(yīng)用，獲得了商業(yè)上的成功，占據(jù)了較大份額的中低端市場。

Spartan-3E系列是在Spartan-3成功的基礎(chǔ)上進一步改進的產(chǎn)品，提供了比Spartan-3更多的I/O端口和更低的單位成本，是Xilinx公司性價比最高的FPGA芯片。由于更好地利用了90nm技術(shù)，在單位成本上實現(xiàn)了更多的功能和處理帶寬，是Xilinx公司新的低成本產(chǎn)品代表，是ASIC的有效替代品，主要面向消費電子應(yīng)用，如寬帶無線接入、家庭網(wǎng)絡(luò)接入及數(shù)字電視設(shè)備等。

Spartan-3A系列在Spartan-3和Spartan-3E平臺的基礎(chǔ)上，整合了各種創(chuàng)新特性，幫助客戶極大地削減了系統(tǒng)總成本。利用獨特的器件DNA ID技術(shù)，實現(xiàn)業(yè)內(nèi)首款FPGA電子序列號;提供了經(jīng)濟、功能強大的機制來防止發(fā)生竄改、克隆和過度設(shè)計的現(xiàn)象;并且具有集成式看門狗監(jiān)控功能的增強型多重啟動特性;支持商用flash存儲器，有助于削減系統(tǒng)總成本。

Spartan-6系列不僅擁有業(yè)界領(lǐng)先的系統(tǒng)集成能力，同時還能具有適用于大批量應(yīng)用的最低總成本;該系列由13個成員組成，可提供的密度從3 840個邏輯單元到147 443個邏輯單元不等。與上一代Spartan系列相比，該系列功耗僅為其50%，且速度更快、連接功能更豐富全面。Spartan-6系列采用成熟的45nm低功耗銅制程技術(shù)制造，實現(xiàn)了性價比與功耗的完美平衡，能夠提供全新且更高效的雙寄存器6輸入查找表（LUT）邏輯和一系列豐富的內(nèi)置系統(tǒng)級模塊，其中包括18KB Block RAM、第二代DSP48A1 Slice、SDRAM存儲器控制器、增強型混合模式時鐘管理模塊、SelectIO技術(shù)、功率優(yōu)化的高速串行收發(fā)器模塊、PCI Express?兼容端點模塊、高級系統(tǒng)級電源管理模式、自動檢測配置選項，以及通過AES和Device DNA保護功能實現(xiàn)的增強型IP安全性。

這些優(yōu)異特性以前所未有的易用性為定制ASIC產(chǎn)品提供了低成本的可編程替代方案。Spartan-6 FPGA可為大批量邏輯設(shè)計、以消費類為導向的DSP設(shè)計及成本敏感型嵌入式應(yīng)用提供最佳解決方案。Spartan-6 FPGA奠定了堅實的可編程芯片基礎(chǔ)，適用于可提供集成軟硬件組件的目標設(shè)計平臺，以使設(shè)計人員在開發(fā)工作啟動之初即可將精力集中到創(chuàng)新工作上。
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