Articulo de referencia

Virtex (FPGA)

Virtex es la familia insignia de productos FPGA que actualmente desarrolla AMD , originalmente Xilinx antes de ser adquirida por esta última. [ 1 ] Otras líneas de productos act...

Virtex es la familia insignia de productos FPGA que actualmente desarrolla AMD , originalmente Xilinx antes de ser adquirida por esta última. [ 1 ] Otras líneas de productos actuales incluyen Kintex (gama media) y Artix (bajo costo), cada una con configuraciones y modelos optimizados para diferentes aplicaciones. [ 2 ] Además, AMD ofrece la serie Spartan de bajo costo, que continúa actualizándose y está próxima a su producción, utilizando la misma arquitectura subyacente y nodo de proceso que los dispositivos de la serie 7 de mayor tamaño. [ 3 ]

Los FPGA de Virtex se programan normalmente en lenguajes de descripción de hardware como VHDL o Verilog , utilizando el software Xilinx ISE o Vivado . [ 4 ]

Los productos FPGA de Xilinx han sido reconocidos por EE Times, EDN y otros por su innovación e impacto en el mercado. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Arquitectura

La serie Virtex de FPGA se basa en bloques lógicos configurables (CLB), donde cada CLB es equivalente a múltiples puertas ASIC . [ 8 ] [ 9 ] Cada CLB está compuesto por múltiples slices , que difieren en su construcción entre las familias Virtex. [ 9 ]

Los FPGA Virtex incluyen un bloque de E/S para controlar los pines de entrada/salida del chip Virtex, que admiten diversos estándares de señalización. [ 10 ] Todos los pines están configurados por defecto en modo de "entrada" (alta impedancia). Los pines de E/S se agrupan en bancos de E/S, donde cada banco puede admitir un voltaje diferente. [ 10 ]

Además de la lógica FPGA configurable, las FPGA de Virtex incluyen hardware de función fija para multiplicadores , memorias, núcleos de microprocesador, lógica FIFO y ECC , bloques DSP , controladores PCI Express , bloques MAC Ethernet y transceptores seriales de alta velocidad . [ 11 ] [ 12 ]

Algunos miembros de la familia Virtex (como el Virtex-5QX) están disponibles en paquetes resistentes a la radiación para aplicaciones en el espacio exterior. [ 13 ]

Familias

Virtex-E

La familia Virtex-E se presentó en septiembre de 1999 con una  tecnología de proceso de 180 nm. [ 14 ] Virtex-E incluye un dispositivo de puerta de sistema de dos millones y admite el doble de densidad de puertas de sistema y tiene un rendimiento de E/S un 50 por ciento superior al de las FPGA Virtex originales. [ 14 ] [ 15 ]

Virtex-II

Xilinx presentó la familia Virtex-II en enero de 2001 con  tecnología de proceso de 150 nm [ 14 ] y la familia Virtex-II Pro en marzo de 2002 con tecnología de proceso de 90 nm [ 16 ]  . Las familias Virtex-II y Virtex-II Pro se consideran dispositivos heredados y no se recomienda su uso en nuevos diseños, aunque Xilinx todavía las produce para diseños existentes.

Virtex-4

Una matriz de chips Virtex 4 en una placa de circuito impreso

La familia Virtex-4 se considera de dispositivos obsoletos y no se recomienda su uso en nuevos diseños, aunque Xilinx sigue fabricándolos para diseños ya existentes.

La familia Virtex-4 se presentó en junio de 2004 con  tecnología de proceso de 90 nm. [ 17 ] [ 18 ] Los FPGA Virtex-4 se han utilizado para ALICE (A Large Ion Collider Experiment) en el laboratorio europeo del CERN en la frontera franco - suiza para mapear y desenredar las trayectorias de miles de partículas subatómicas . [ 19 ]

Virtex-5

La familia Virtex-5 se presentó en mayo de 2006 con  tecnología de proceso de 65 nm. [ 20 ] Los modelos Virtex-5 LX y LXT están diseñados para aplicaciones con uso intensivo de lógica, mientras que el Virtex-5 SXT está destinado a aplicaciones DSP. [ 21 ] Con el Virtex-5, Xilinx cambió la estructura lógica de LUTs de cuatro entradas a LUTs de seis entradas. Debido a la creciente complejidad de las funciones lógicas combinacionales requeridas por los diseños SoC, el porcentaje de rutas combinacionales que requerían múltiples LUTs de cuatro entradas se había convertido en un cuello de botella en el rendimiento y el enrutamiento. La nueva LUT de seis entradas representó una compensación entre un mejor manejo de funciones combinacionales cada vez más complejas y una reducción en el número absoluto de LUTs por dispositivo. La serie Virtex-5 es un  diseño de 65 nm fabricado  con tecnología de proceso de triple óxido de 1,0 V. [ 22 ] [ 23 ]

Virtex-6

Un chip Virtex-6

La familia Virtex-6 se presentó en febrero de 2009 con una  tecnología de proceso de 40 nm para sistemas electrónicos de computación intensiva, [ 24 ] y la empresa afirma que consume un 15 por ciento menos de energía y tiene un rendimiento un 15 por ciento superior al de  las FPGA de 40 nm de la competencia. [ 25 ]

Virtex-7

La familia Virtex-7 se presentó en junio de 2010 con una  tecnología de proceso de 28 nm, [ 26 ] y se informa que ofrece una mejora del rendimiento del sistema del doble con un 50 % menos de energía en comparación con los dispositivos Virtex-6 de la generación anterior. [ 27 ] Además, Virtex-7 duplica el ancho de banda de la memoria en comparación con las FPGA Virtex de la generación anterior con  un rendimiento de interfaz de memoria de 1866 Mbit/s y más de dos millones de celdas lógicas. [ 28 ] [ 29 ]

Virtex-7 (3D)

En 2011, Xilinx comenzó a enviar cantidades de muestra del FPGA Virtex-7 2000T, que combina cuatro FPGA más pequeños en un solo paquete al colocarlos en una almohadilla de interconexión de silicio especial (llamada interposer) para ofrecer 6.8 mil millones de transistores en un solo chip grande. El interposer proporciona 10 000 rutas de datos entre los FPGA individuales  , aproximadamente de 10 a 100 veces más de lo que normalmente estaría disponible en una placa  , para crear un solo FPGA. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] En 2012, utilizando la misma tecnología 3D, Xilinx introdujo los envíos iniciales de su FPGA Virtex-7 H580T, un dispositivo heterogéneo, llamado así porque comprende dos chips FPGA y un chip transceptor de 8 canales de 28  Gbit/s en el mismo paquete. [ 33 ]

A medida que Xilinx introdujo nuevos FPGA 3D de alta capacidad, incluidos los productos Virtex-7 2000T y Virtex-7 H580T, estos dispositivos comenzaron a superar la capacidad del software de diseño de Xilinx, lo que llevó a la empresa a rediseñar por completo su conjunto de herramientas. El resultado fue la introducción de Vivado Design Suite , que reduce el tiempo necesario para el diseño de lógica programable y E/S, y acelera la integración e implementación de sistemas en comparación con el software anterior. [ 4 ] [ 34 ]

Virtex UltraScale

La familia Virtex UltraScale se presentó en mayo de 2014 con una  tecnología de proceso de 20 nm. [ 35 ] [ 36 ] UltraScale es un "FPGA 3D" que contiene hasta 4,4 millones de celdas lógicas y utiliza hasta un 45 % menos de energía en comparación con las generaciones anteriores, y hasta un 50 % menos de costo de lista de materiales (BOM). [ 37 ]

Virtex UltraScale+

La familia Virtex UltraScale+ se presentó en enero de 2016 con una  tecnología de proceso de 16 nm. [ 38 ]

SoC

Un Virtex-II Pro

Las familias de FPGA Virtex-II Pro, Virtex-4, Virtex-5 y Virtex-6, que incluyen hasta dos núcleos IBM PowerPC integrados , están dirigidas a las necesidades de los diseñadores de sistemas en chip (SoC). [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]

Véase también

Referencias

  1. "Xilinx Inc, Formulario 10-K, Informe Anual, Fecha de Presentación 15 de mayo de 2017" . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
  2. DSP-FPGA.com. Productos FPGA de Xilinx archivados el 11 de octubre de 2020 en Wayback Machine . Abril de 2010. Consultado el 10 de junio de 2010.
  3. Comunicado de prensa de la empresa. “ Xilinx anuncia la familia de FPGA Spartan-7. Archivado el 16 de febrero de 2016 en Wayback Machine ”. 19 de noviembre de 2015. Consultado el 10 de febrero de 2015.
  4. 1 2 Brian Bailey, EE Times. " Segunda generación de software para FPGA ". 25 de abril de 2012. Consultado el 21 de diciembre de 2012.
  5. EE Times, “ Premio ACE 2010 de EE Times a la Innovación en Diseño. Archivado el 14 de junio de 2010 en Wayback Machine ”. 27 de abril de 2010. Consultado el 17 de junio de 2010.
  6. EDN, “ EDN Hot 100 Products of 2007: Digital, Memory and Programmable ICs Archived 2012-04-03 at the Wayback Machine ”. 14 de diciembre de 2007. Consultado el 17 de junio de 2010.
  7. EDN, “ Los 100 productos electrónicos más populares de 2009. Archivado el 3 de abril de 2012 en Wayback Machine ”. 15 de diciembre de 2009. Consultado el 15 de junio de 2010.
  8. Lógica programable en campo y aplicaciones , Springer Science & Business Media, 21 de agosto de 2002
  9. 1 2 Manual de sistemas de procesamiento de señales - Volumen 2 , Springer Science & Business Media, 20 de junio de 2013
  10. 1 2 Hardware criptográfico y sistemas embebidos , Springer Science & Business Media, 02-sep-2003
  11. Ron Wilson, EDN. " Las presentaciones de FPGA de Xilinx insinúan nuevas realidades. Archivado el 25 de mayo de 2011 en Wayback Machine ". 2 de febrero de 2009. Consultado el 10 de junio de 2010.
  12. Diseño y reutilización. « La nueva familia de FPGA Xilinx Virtex-6 está diseñada para satisfacer la insaciable demanda de sistemas con mayor ancho de banda y menor consumo de energía ». 2 de febrero de 2009. Consultado el 10 de junio de 2010.
  13. Don Clark, Wall Street Journal . « Xilinx afirma que sus nuevos chips son capaces de sobrevivir a la radiación espacial ». 19 de julio de 2010. Consultado el 10 de agosto de 2010.
  14. 1 2 3 "Xilinx Inc, Formulario 10-K, Informe Anual, Fecha de Presentación 12 de junio de 2001" . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
  15. "Xilinx Inc, Formulario 10-K, Informe Anual, Fecha de Presentación 4 de junio de 2004" . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
  16. "Xilinx Inc, Formulario 10-K, Informe Anual, Fecha de Presentación 17 de junio de 2002" . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
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  18. "Xilinx Inc, Formulario 8-K, Informe actual, Fecha de presentación 21 de octubre de 2004" (PDF) . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
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  20. "Xilinx Inc, Formulario 8-K, Informe actual, Fecha de presentación 26 de julio de 2006" . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
  21. DSP DesignLine. " Análisis: Xilinx presenta Virtex-5 FXT y amplía SXT. Archivado el 11 de octubre de 2020 en Wayback Machine ." 13 de junio de 2008. Consultado el 20 de enero de 2008.
  22. "Xilinx Inc, Formulario 10-K, Informe Anual, Fecha de Presentación 31 de mayo de 2006" . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
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  30. Don Clark, The Wall Street Journal. " Xilinx afirma que cuatro chips funcionan como uno solo ". 25 de octubre de 2011. Consultado el 18 de noviembre de 2011.
  31. Clive Maxfield, EETimes. " Xilinx presenta el FPGA de mayor capacidad del mundo ". 25 de octubre de 2011. Consultado el 18 de noviembre de 2011.
  32. David Manners, Electronics Weekly. " Xilinx lanza un FPGA de silicio con compuertas ASIC de 20 m ". 25 de octubre de 2011. Consultado el 18 de noviembre de 2011.
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  34. EDN. " Vivado Design Suite acelera la integración e implementación de sistemas programables hasta cuatro veces ". 15 de junio de 2012. Consultado el 3 de enero de 2013.
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  36. http://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/Xilinx-ships-first-20nm-Virtex-UltraScale-FPGA-Why-this-matters/ba-p/458488 Archivado el 21/07/2015 en Wayback Machine
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  38. "Xilinx Inc, Formulario 10-K, Informe Anual, Fecha de Presentación 17 de mayo de 2016" . secdatabase.com . Consultado el 6 de mayo de 2018 .
  39. Hoja de datos de Virtex-II Pro
  40. Descripción general de la familia Virtex-4
  41. Richard Wilson, ElectronicsWeekly.com, " Xilinx reposiciona las FPGA con su estrategia de SoC ". 2 de febrero de 2009. Consultado el 2 de febrero de 2009.

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