Stratix II和Stratix器件之间的差别
Stratix™ II FPGA是在业界首选的第一代的Stratix器件的基础上,添加了更多优秀的增强特性而成,诸如创新性的适应性逻辑模块(ALM)、带有动态相位对齐(DPA)功能的1 Gbps源同步信号发送、设计安全性等。
创新性的逻辑结构
Stratix II器件具备创新、高效的逻辑结构,有着更高的性能及更高的密度。Stratix II最多包含了180K个等效LE,比第一代Stratix器件的两倍还多。
Stratix II器件的ALM在较小的物理面积中提供了更多的逻辑功能和更快的性能。因为可以在相邻的查找表(LUT)之间共享输入,这种新的结构极大的减少的实现逻辑功能所需的逻辑单元(LE)的数量,更重要的是减少了关键路径上的逻辑级数。此外,独立的功能也可以被打包到一个单独ALM中,更进一步的减少了逻辑资源的需求。这些对于90纳米工艺的芯片都是至关重要的,在这个工艺下,芯片内部的时延占据了整个FPGA时延的绝大部分,减少内部的信号连线就成了提高器件性能的关键部分。ALM还提供了三进制加法器的功能,对于长的加法器树,它可以减少逻辑资源的占用。
除此之外,还增加了资源的利用率,与前一代的FPGA相比,ALM有了平均50%内核性能的提升,及超过两倍的逻辑容量。内部的时钟最高可达500MHz,典型设计的性能如果超过200MHz就意味着设计人员可以在可编程逻辑器件上得到与ASIC相同的性能,但却大大节省了时间。
设计安全性
为了使设计人员可以保护他们的系统,Stratix II器件支持将配置数据流用先进加密标准(AES)进行加密,以及128位的非易失性的密匙。每个Stratix II的器件都可以被经过加密的配置文件来安全地配置,Quartus® II可以生成这个加密的配置文件,并将其存放在外部的配置器件中。设计安全页面提供了更多详细信息。
带动态相位对齐功能的源同步信号输出
Stratix II器件提供给用户152个接收器和156个发送器,具被1 Gbps性能的高速的差分I/O通道。每一个这样的I/O通道都包含了专用的串行化/解串行化器(SERDES)以及动态相位对齐(DPA)电路,用于可靠的数据传输,简化了实现高速接口标准的复杂性,诸如10-Gbit以太网XSBI、SFI-4、SPI-4.2、HyperTransport™、RapidIO™以及CSIX。 Stratix II源同步协议提供了更多详细信息。
性能对比
Stratix II的结构基于高度成功的Stratix结构,提供了一些与Stratix器件相同的特性,诸如创新的TriMatrix™ 存储器,在速度上优化的数字信号处理(DSP)块,和先进的时钟管理电路 。表1总结了Stratix和Stratix II器件的这些特性。
|
表1. Stratix II 和 Stratix特性对比 |
|
特性 |
器件 |
|
Stratix II |
Stratix |
|
生产工艺 |
|
|
|
逻辑密度 |
|
|
|
内核电压 |
|
|
|
LE结构 |
- 适应性逻辑模块(ALM)结构,可以实现6输入的功能和一些7输入的功能
|
|
|
TriMatrix存储器 |
|
|
|
支持的外部存储器接口 |
- DDR2, RLDRAM II, QDR II, DDR, QDR, SDR
|
- DDR2, RLDRAM II, QDR II, DDR, QDR, FCRAM, ZBT,SDR
|
|
嵌入式乘法器 |
- 最多96个 DSP块
- 最多384个18x18乘法器
|
|
|
增强型的和快速的PLLs(1) |
|
|
|
时钟网络 |
|
|
|
支持的差分I/O |
- 最高到1 Gbps的数据速率,支持LVDS、LVPECL和HyperTransport标准
|
- 最高到840 Mbps数据速率,支持LVDS、LVPECL和 HyperTransport标准
|
|
源-同步信号 |
|
- LVDS,,HyperTransport,,LVPECL,,PCML
|
|
支持的源-同步协议 |
- SPI-4.2、SFI-4、XSBI、HyperTransport、RapidIO、NPSI和UTOPIA IV标准
|
- SPI-4.2、SFI-4、XSBI、HyperTransport、RapidIO、NPSI和UTOPIA IV标准
|
|
DPA |
|
|
|
支持的单端I/O标准 |
|
|
|
设计保密 |
|
|
|
是否支持Nios嵌入式处理器 |
|
|
|
是否支持HardCopy™ |
|
|
表1注释:
-
PLL = 相位锁定环路
表2总结了Stratix器件与Stratix II器件在可用逻辑资源上的对比。
|
表2. Stratix 和 Stratix II 器件对比 |
|
Stratix 器件 |
Stratix II 器件 |
|
器件 |
LE |
总计存储器,比特 |
PLL |
18x18 乘法器 |
器件 |
等效LE |
总计存储器,比特 |
PLL |
18x18 乘法器 |
|
EP1S10 |
10,570 |
920,448 |
6 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EP2S15 |
15,600 |
419,328 |
6 |
48 |
|
EP1S20 |
18,460 |
1,669,248 |
6 |
40 |
|
|
|
|
|
|
EP1S25 |
25,660 |
1,944,576 |
6 |
40 |
|
|
|
|
|
|
EP1S30 |
32,470 |
3,317,184 |
10 |
48 |
EP2S30 |
33,880 |
1,369,728 |
6 |
64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EP1S40 |
41,250 |
3,423,744 |
12 |
56 |
|
|
|
|
|
|
EP1S60 |
57,120 |
5,215,104 |
12 |
72 |
EP2S60 |
60,440 |
2,544,192 |
12 |
144 |
|
EP1S80 |
79,040 |
7,427,520 |
12 |
88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EP2S90 |
90,960 |
4,520,448 |
12 |
192 |
|
|
|
|
|
|
EP2S130 |
132,540 |
6,747,840 |
12 |
252 |
|
|
|
|
|
|
EP2S180 |
179,400 |
9,383,040 |
12 |
384 |
相关链接
|