ООО “КТЦ "Инлайн Груп” - официальный дистрибьютор фирмы Xilinx - www.xilinx.ru  
 
Инлайн Групп
главная разделитель е-mail разделитель карта
войти    • регистрация
 
каталог
Каталог
описания
Описания
тренинг-центр
Тренинг-центр
инженерный центр
Инженерный центр


о нас
О нас
партнеры
Партнеры
контакты
Контакты
 
Описания
Новая аппаратная платформа UltraScale+

В феврале 2015 года компания Xilinx опубликовала предварительные технические сведения о новой аппаратной платформе FPGA и программируемых систем на кристалле. Новое семейство, названное UltraScale+, будет производиться с соблюдением 16-нм технологических норм на базе технологии FinFET компании TSMC. Особый интерес представляют микросхемы семейства Zynq UltraScale+, в которых существенно улучшена процессорная составляющая системы. 


 
Основные характеристики микросхем UltraScale+ приведены в табл. 1, 2.
 
Таблица 1. Основные характеристики Kintex UltraScale+
 
  ПЛИС общего назначения ПЛИС, оптимизированные для цифровой обработки сигналов
XCKU3P XCKU7P XCKU11P XCKU15P XCKU5P XCKU9P XCKU13P
Логических ячеек, тыс. 205 403 523 915 380 477 597
Памяти UltraRAM, Мб 18 27 22,5 36 18 0 31,5
Блочной памяти, Мб 5,1 11 21,1 34,6 16,9 32,1 26,2
Секций DSP 1056 1728 2928 1968 1824 2520 3528
PCI Express 2 2 4 5 1 0 0
GTH 16,3 Гб/с 16 24 32 44 0 28 28
GTY 32,75 Гб/с 0 0 20 32 16 0 0
Макс. выводов 208 416 416 572 208 208 208
 
Таблица 2. Основные характеристики Virtex UltraScale+
 
  XCVU3P XCVU5P XCVU7P XCVU9P XCVU11P XCVU13P
Логических ячеек, тыс. 690 1051 1379 2069 2147 2863
Памяти UltraRAM, Мб 90 132,2 180 270 324 432
Блочной памяти, Мб 25,3 36 50,6 75,9 70,9 94,5
Секций DSP 2280 3474 4560 6840 8928 11904
PCI Express 2 4 4 6 3 4
150G Interlaken 3 4 6 9 9 12
100G Ethernet 3 4 6 9 6 8
GTY 32,75 Гб/с 40 80 80 120 96 128
Макс. выводов 520 832 832 832 624 832
 
По данным табл. 1, 2 можно сделать некоторые замечания. Соотношение основных ресурсов семейств Kintex UltraScale+ и Virtex UltraScale+ таково, что Kintex, как и в предыдущих семействах, выглядит привлекательным для задач цифровой обработки сигналов, имея больше секций DSP на одну логическую ячейку. Семейство Virtex UltraScale+ ориентировано на коммуникационные приложения с высокой суммарной пропускной способностью аппаратных приемопередатчиков, а также на прототипирование (поскольку именно в Virtex наблюдается максимальное абсолютное количество ресурсов). В новом поколении FPGA поставлен очередной рекорд по количеству секций DSP (11904) и приемопередатчиков (128) – в микросхеме XCVU13P.

Семейство Zynq UltraScale+


Кроме собственно FPGA, по технологии 16 нм будет выпускаться и новое поколение семейства Zynq, которое в терминологии Xilinx называется «полностью программируемой системой на кристалле», отражая тот факт, что эти ПЛИС представляют собой не просто процессоры с программируемой периферией, а полноценную FPGA, которая среди аппаратных ядер имеет и аппаратную процессорную подсистему ARM-класса.
Микросхемы Zynq не были выпущены для поколения ПЛИС по 20-нм техпроцессу. Предыдущий вариант, Zynq-7000, относится к 28-нм серии 7. В нем использовалось аппаратное ядро ARM Cortex-A9 с двумя 32-разрядными ядрами. Новые продукты отнесены к классу МПСнК (многопроцессорная система на кристалле). Различие между терминами «мультипроцессорная» (multi-core) и «многопроцессорная» (many-core), принятое в микроэлектронной отрасли, заключается в том, что в первом случае имеется в виду набор одинаковых ядер, объединенных на кристалле тем или иным образом (локальными связями, общей шиной и т.д.). Примером мультипроцессорных систем являются современные процессоры Intel Core или ARM Cortex-A. Следующий шаг, many core, означает, что в системе находятся процессоры с различными архитектурами, оптимизированные для выполнения соответствующих задач. Это усложняет вопросы проектирования, однако позволяет добиться большей эффективности в использовании вычислительных ресурсов.
Многопроцессорная система в Zynq UltraScale+ состоит из следующих компонентов:
– 4-ядерный 64-битный процессор общего назначения ARM Cortex A53;
– 2-ядерный 32-битный процессор для задач реального времени ARM Cortex R5;
– графический процессор ARM Mali-400MP;
– видеокодек H.265, способный обрабатывать потоки FullHD (60 кадров в секунду) или 4K2K (15 кадров в секунду).
В следующем поколении МПСнК поддерживается подход «свой процессор для каждого класса задач». Действительно, набор из процессоров общего назначения для прикладных программ, процессоров реального времени для ответственных применений и графического сопроцессора является практически стандартным для современных вычислительных систем (например, высокопроизводительных планшетов). В случае Zynq UltraScale+ к этому набору можно добавить матрицу программируемых ячеек, которые могут выступать в качестве программируемых ускорителей. Важно, что пиковая производительность такого ускорителя может достигать единиц TMAC/s (триллионов операций «умножение с накоплением»), что на несколько порядков превосходит возможности даже 4-ядерного ARM.


Основные характеристики МПСнК Zynq UltraScale+ приведены в табл. 3, 4, 5. Семейство разделено на три платформы, ориентированные на задачи управления (Control), обработки видео (Vision) и работы с сетью (Network). Платформы различаются соотношением и самим набором основных ресурсов – так, например, у микросхем, ориентированных на работу с сетью, отсутствует видеокодек, однако имеются аппаратные ядра Interlaken и 100G Ethernet.
 
Таблица 3. Основные характеристики Zynq UltraScale+ МПСнК
 
  Zynq UltraScale+ МПСнК Zynq-7000
Техпроцесс 16 нм FinFET+ TSMC 28 нм
Процессорное ядро общего назначения 4-ядерный ARM® Cortex™-A53 MPCore™
Частота до 1.3ГГц
2-ядерный ARM® Cortex™-A9 MPCore™
Частота до 1ГГц
Процессорное ядро для задач реального времени 2-ядерный ARM® Cortex™-R5 MPCore™
Частота до 600MHz
Графический процессор Mali™-400MP до 466MHz
Управление питанием Несколько доменов питания
Индивидуально контролируемые области
Поддержка памяти DDR4, LPDDR4, DDR3, DDR3L, LPDDR3, 2x Quad-SPI, NAND DDR3, DDR3L, DDR2, LPDDR2, 2x Quad-SPI, NAND, NOR
Высокоскоростные интерфейсы 2x USB 3.0, SATA 3.0, DisplayPort, 4x Tri-mode Gigabit Ethernet, PCIe Gen2x4
Интерфейсы общего назначения 2x USB 2.0, 2x SD/SDIO,2x UART, 2x CAN 2.0B, 2x I2C,2x SPI,4x 32b GPIO 2x USB 2.0 (OTG), 2x Tri-mode Gigabit Ethernet, 2x SD/SDIO
Системный монитор 10-бит, 1 МГц– контроль напряжения, тока и температуры
Характеристики матрицы логических ячеек
  Zynq UltraScale+ МПСнК Zynq-7000
  Управление
(Smarter Control)
Видео (Smarter Vision) Сеть
(Smarter Network)
На базе Artix На базе Kintex
Логических ячеек, тыс. 155 405 920 85 444
Секций DSP 728 1728 3528 220 2020
Распределенной памяти 3,6 Мбит 6,2 Мбит 11 Мбит    
Блочной памяти 7,7 Мбит 11,2 Мбит 35,4 Мбит 560 Кб 3020 Кб
Блоков UltraRAM 13,5 Мбит 27 Мбит 128 Мбит
Интерфейсы PCI Express Gen4 x8
Gen3 x16
Gen4 x8
Gen3 x16
Gen4 x8
Gen3 x16
Gen2 x4 Gen2 x8
Видео кодеков 1 1
150G Interlaken 4
100G Ethernet MAC 4
Приемопередатчиков MGT 20 @ 16 Гб/с 28 @ 16 Гб/с 76 @ 33 Гб/с 4 @ 6,6 Гб/с 16 @ 12,5 Гб/с
Блоков AMS (Analog Mixed Signal) Системный монитор – 10 бит, 1 МГц АЦП, 17 дифференциальных входов XADC – 2 x 12 бит, 1 МГц АЦП, 17 дифференциальных входов
 
Таблица 4. Характеристики микросхем Zynq UltraScale+, предназначенных для управления и обработки видео
 
  ZU2EG ZU3EG ZU4EV ZU5EV ZU7EV
Логических ячеек, тыс. 83 103 153 204 403
Триггеров, тыс. 94 118 176 234 461
Распределенная память, Мбит 1,3 1,7 2,7 3,6 6,2
Блочная память, Мбит 5,3 7,6 4,5 5,1 10,9
Память UltraRAM, Мбит 13,5 18 27
Секций DSP 240 360 728 1056 1728
Видео кодек 1 1 1
PCI Express 2 2 2
 
Таблица 5. Характеристики микросхем Zynq UltraScale+, предназначенных для работы с сетью
 
  ZU6EG ZU9EG ZU15EG ZU11EG ZU17EG ZU19EG
Логических ячеек, тыс. 375 480 597 522 740 914
Триггеров, тыс. 429 548 682 597 847 1045
Распределенная память, Мбит 6,9 8,8 11 8,9 7,8 9,6
Блочная память, Мбит 25 32 26,1 21,1 28 34,6
Память UltraRAM, Мбит 31,5 22,5 28,7 36
Секций DSP 1972 2520 3528 2928 1590 1968
Видео кодек
PCI Express 4 4 5
150G Interlaken 2 2 4
100G Ethernet 1 2 4
 
 
 
Наверх   |  Xilinx   |  ПЛИС РУ
 
трубка 495
797-61-74
(многоканальный)
Copyright © 1994-2012 Xilinx, Inc.
Все права на материалы, опубликованные на сайте, принадлежат
Xilinx, Inc. При перепечатке материалов ссылка на сайт
обязательна.
Создание и поддержка сайта infozor.com