在对比FPGA时,我们应该清楚竞争器件在产品序号上的夸大。创新的Stratix® II逻辑结构与技术领先的Quartus® II软件相结合,使设计人员在Stratix II器件中能够比在Virtex-4器件中配置更多的逻辑。这意味着:
- Stratix II EP2S60 FPGA比Virtex-4 XC4VLX60器件多出18%的逻辑,为今后的设计增长提供更多逻辑空间。
- 最大的Stratix II器件EP2S180 FPGA比XC4VLX200多出5%的逻辑。
根据最新的逻辑密度基准测试结果,图1显示了以等价4输入查找表(LUT)为基准的Stratix II和Virtex-4逻辑密度对比。
图 1. Stratix II与Virtex-4逻辑密度对比
密度基准测试
由于Stratix II FPGA的基本逻辑结构为自适应逻辑模块(ALM),而Virtex-4 FPGA的基本逻辑结构为逻辑片,因此只有基准测试能够提供最公平的比较。基准测试分析来自采用Synplify软件8.0、Quartus II软件5.0和ISE软件7.1i SP1的70多个客户设计。测试方法采用固定性能,针对面积进行优化,结果如图2所示。
图 2. Stratix II ALM与Virtex-4逻辑片基准测试
平均来看,一个Stratix II ALM等价于1.3个Virtex-4逻辑片。因此,一个Stratix II EP2S60器件(含有24,176个ALM)比一个Virtex-4 XC4VLX60(带有26,624个逻辑片)多出18%的逻辑容量。基准测试方法的详细说明请参阅Stratix II vs. Virtex-4 Density Comparison White Paper。
Stratix II密度优势主要来自两个方面:
- Stratix II ALM比Virtex-4逻辑片效率更高
- Quartus II软件在面积优化上好于ISE
Stratix II ALM体系结构优势
Stratix II器件新的创新性逻辑结构具有无与伦比的性能。表1是Stratix II和Virtex-4系列简单功能逻辑资源占用的对比。Stratix II ALM的宽输入LUT和灵活的LUT大小支持使Stratix II系列能够更高效的利用面积。
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表 1. Stratix II和Virtex-4 FPGA的简单功能资源占用对比 |
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功能 |
Stratix II |
Virtex-4 |
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6输入功能 |
1 ALM |
2 逻辑片 |
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2位3输入加法器 |
1 ALM |
2 逻辑片 |
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4x2 纵横开关 |
1 ALM |
2 逻辑片 |
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16 位桶形移位寄存器 |
19 ALMs |
34 逻辑片 |
Quartus II 设计软件
Quartus II软件提供前沿的面积优化算法,与竞争产品相比,在保持性能不变的基础上,其面积利用效率更高。Quartus II软件还提供更好的性能优化。表2是最佳面积利用率的Quartus II设置:
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表2. Quartus II面积优化选项 |
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选项 |
设置 |
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进行WYSIWYG重新综合 |
打开 |
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优化技巧 |
面积 |
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重构多路复用器 |
打开 |
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自动压缩寄存器 |
带有链的最小面积 |
Stratix II整体优势
Altera基准测试结果表明Stratix II ALM比Virtex-4逻辑片的效率更高,因此重新定义Stratix II与Virtex-4密度的比较。使用密度比较图(图1)来比较器件密度。请阅读Stratix II vs. Virtex-4 Density Comparison White Paper,深入了解基准测试说明,并在Quartus II 软件中尝试您的设计。


