一、FPGA芯片命名規則

1、對于Xilinx芯片

XC7VX485T是(shi)(shi)芯片型(xing)號，表(biao)示屬于Xilinx公(gong)司的(de)V7系列的(de)芯片，485T表(biao)示其有48.5萬個邏輯單元。-2表(biao)示速度等(deng)級(ji)，對(dui)于Xilinx FPGA來(lai)說，一(yi)般(ban)有-1，-2，-3三個等(deng)級(ji)，值越(yue)大，速度越(yue)高(gao)。FFG表(biao)示封裝方式，1761表(biao)示引腳數(shu)。C代表(biao)的(de)是(shi)(shi)溫度等(deng)級(ji)Temperature grade，這里是(shi)(shi)商用(yong)（Commercial），如果是(shi)(shi)I就是(shi)(shi)工業(ye)用(yong)。

同一款芯(xin)片(pian)可以有(you)多個速度等級(ji)(ji)，不(bu)同的(de)(de)(de)速度等級(ji)(ji)代表著不(bu)同的(de)(de)(de)性能，不(bu)同的(de)(de)(de)性能又(you)導致(zhi)芯(xin)片(pian)價(jia)格的(de)(de)(de)巨大差異(yi)。芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)速度等級(ji)(ji)不(bu)是設(she)計出來(lai)(lai)的(de)(de)(de)，而是在芯(xin)片(pian)生(sheng)產出來(lai)(lai)之后，實(shi)際測試標定(ding)出來(lai)(lai)的(de)(de)(de)。速度快(kuai)的(de)(de)(de)芯(xin)片(pian)在總產量(liang)中的(de)(de)(de)比率低，價(jia)格也就(jiu)相(xiang)應(ying)地(di)高。那(nei)么(me)是什么(me)因素導致(zhi)了同一批芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)性能差異(yi)，主要有(you)下面兩(liang)點：

芯(xin)片(pian)的(de)速度等級決(jue)定(ding)于(yu)芯(xin)片(pian)內部的(de)門延時(shi)和線延時(shi)，這(zhe)(zhe)兩個(ge)因(yin)素又決(jue)定(ding)于(yu)晶體管(guan)的(de)長度L和容值(zhi)C，這(zhe)(zhe)兩個(ge)數(shu)值(zhi)的(de)差異最終決(jue)定(ding)于(yu)芯(xin)片(pian)的(de)生產工藝。

在芯(xin)片生產過(guo)程中，有一個(ge)階段叫做speed binning。就是(shi)采用一定(ding)的方法，按照一組標準對(dui)生產出(chu)來的芯(xin)片進行(xing)篩選(xuan)和分(fen)類，進而劃分(fen)不同的速度等級(ji)。

2、對于Altera的FPGA芯片

以EP2C35F672C6N為例做一個說明：

EP：工藝；

2C：cyclone II（颶風）（S代(dai)表Stratix，A代(dai)表arria）；

35：邏輯單元數，35表(biao)示大約有(you)35k的邏輯單元；

F：表示PCB封裝類型，F是(shi)FBGA封裝，E（EQFP）、Q（PQFP）、U（UBGA）、M（MBGA）；

Package Type：

E：Plastic Enhanced Quad Flat Pack（EQFP）

Q：Plastic Quad Flat Pack（PQFP）

F：FineLine Ball-Grid Array（FBGA）

U：Ultra FineLine Ball-Grid Array（UBGA）

M：Micro FineLine Ball-Grid Array（MBGA）

672：表示引腳數量；

C：工作溫度，C表示可(ke)以工作在0°C到(dao)85°C，I表示可(ke)以工作在-40°到(dao)100°C，A表示可(ke)以工作在-40°C到(dao)125°C；

Operating Temperature：

C：Commercial temperature（TJ=0°Cto85°C）

I：Industrial temperature（TJ=-40°Cto100°C）

A：Automotive temperature（TJ=40°Cto125°C）

6：速度(du)等級(ji)，6約(yue)最(zui)大是500Mhz，7約(yue)最(zui)大是430Mhz，8約(yue)最(zui)大是400Mhz；

N：后綴，N表示無鉛，ES工程樣(yang)片。

二、fpga芯片怎么選型

1、性能需求

在(zai)選型FPGA時(shi)，性能(neng)需(xu)求(qiu)是首(shou)要考(kao)慮的(de)因素。這些需(xu)求(qiu)通(tong)常(chang)取決于(yu)目標(biao)應用的(de)特性，如處理(li)速度(du)、數(shu)據吞吐量以(yi)及并行處理(li)能(neng)力(li)。高性能(neng)FPGA能(neng)夠提供(gong)較大(da)的(de)邏輯容量、更(geng)多(duo)的(de)I/O端口(kou)和更(geng)高的(de)處理(li)速度(du)。這對于(yu)需(xu)要處理(li)大(da)量數(shu)據或需(xu)要高速數(shu)據傳(chuan)輸的(de)應用至關重要。

例(li)如，使(shi)用(yong)(yong)FPGA進行圖像處理或(huo)機(ji)器學習應用(yong)(yong)，就需(xu)要有足夠的(de)邏輯(ji)容量來實現復雜(za)的(de)算(suan)法(fa)。同時(shi)，為了(le)支持(chi)高(gao)速(su)的(de)數(shu)據輸入輸出，對I/O的(de)數(shu)量和(he)速(su)度也(ye)有較高(gao)的(de)要求(qiu)。設計者需(xu)要評估(gu)應用(yong)(yong)場景中的(de)具體需(xu)求(qiu)，選(xuan)擇符合性能(neng)指標的(de)FPGA。

2、成本限制

成(cheng)(cheng)(cheng)本是(shi)FPGA選型過(guo)程(cheng)中另一個重要考量。這不僅包(bao)括芯片本身的成(cheng)(cheng)(cheng)本，還(huan)涉及開發(fa)、測試和(he)生(sheng)產階段可能產生(sheng)的額外成(cheng)(cheng)(cheng)本。對于預算有限的項目(mu)，可能需要權衡(heng)性(xing)(xing)能和(he)成(cheng)(cheng)(cheng)本，選擇(ze)性(xing)(xing)價比(bi)最高的方(fang)案。另外，選擇(ze)具(ju)有較(jiao)好市場支持和(he)供(gong)應(ying)鏈穩定性(xing)(xing)的FPGA品牌也有助于控制成(cheng)(cheng)(cheng)本。

在(zai)成本控制(zhi)的(de)同(tong)時(shi)，還需要考慮(lv)產(chan)品的(de)未(wei)來(lai)升級(ji)和(he)維護(hu)。選擇能夠提供兼容產(chan)品線和(he)長(chang)期技術(shu)支(zhi)持的(de)FPGA廠商，可(ke)以減(jian)少后續迭代開發的(de)成本壓(ya)力(li)。

3、功耗

對(dui)于便攜式設(she)備(bei)或(huo)能耗敏感的應用來說，FPGA的功(gong)(gong)耗是(shi)至關重要的考(kao)(kao)量因素。設(she)計時需(xu)(xu)要考(kao)(kao)慮(lv)靜態功(gong)(gong)耗和動態功(gong)(gong)耗，選擇低(di)功(gong)(gong)耗FPGA有助于延長(chang)設(she)備(bei)的電池壽(shou)命(ming)，并減(jian)小散熱需(xu)(xu)求。在選型時要仔細(xi)比較不(bu)同芯(xin)片的功(gong)(gong)耗數據，并考(kao)(kao)慮(lv)采用電源管理技術來進(jin)一(yi)步減(jian)少能耗。

例如(ru)(ru)，部(bu)分(fen)FPGA提(ti)供低功(gong)耗(hao)模式(shi)，能(neng)(neng)在(zai)不犧牲性能(neng)(neng)的情況下有效降(jiang)低功(gong)耗(hao)。同時，也可以通過(guo)優化(hua)設計，比如(ru)(ru)減少(shao)不必要(yao)的開關動作，來降(jiang)低功(gong)耗(hao)。

4、開發工具和生態系統

選(xuan)型FPGA時，還需考(kao)慮(lv)其開(kai)發(fa)(fa)工具和生(sheng)態系統。一個強大、用戶(hu)友好的(de)開(kai)發(fa)(fa)環境，能夠大大提高(gao)開(kai)發(fa)(fa)效率(lv)和產(chan)品上市速度(du)。包括高(gao)級語言支持(chi)、仿真和調試工具、以(yi)及豐富的(de)IP（知識產(chan)權）核(he)和參考(kao)設(she)計，都是(shi)選(xuan)擇FPGA時不可忽視的(de)因素。

此(ci)外，考(kao)慮到產(chan)品(pin)的(de)長期發(fa)展(zhan)，選擇(ze)具(ju)有(you)良好生態系(xi)統支(zhi)(zhi)持的(de)FPGA品(pin)牌(pai)，可以確(que)保(bao)在產(chan)品(pin)的(de)整個生命(ming)周(zhou)期內(nei)都能(neng)獲(huo)得(de)技術更新和支(zhi)(zhi)持服務。

5、可配置性與可擴展性

最后，FPGA的(de)(de)(de)可(ke)配置性和可(ke)擴展性也是重要的(de)(de)(de)選型(xing)因素(su)。好的(de)(de)(de)FPGA設計應(ying)該能(neng)夠支持在產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)使用(yong)過(guo)程中進行升(sheng)級(ji)和修改，以適(shi)應(ying)不斷變化的(de)(de)(de)需求。可(ke)配置性強的(de)(de)(de)FPGA能(neng)夠通(tong)過(guo)軟件升(sheng)級(ji)來(lai)增加新功能(neng)或改進性能(neng)，這(zhe)為(wei)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)未來(lai)發展留下了充分的(de)(de)(de)空間。

同時，可擴展(zhan)(zhan)性(xing)(xing)意味著(zhu)產(chan)品(pin)可以通過增加(jia)額外的(de)FPGA模塊來(lai)擴展(zhan)(zhan)其功能。這一特性(xing)(xing)對(dui)于希望將投資最大(da)化的(de)用戶來(lai)說非(fei)常重要，因為(wei)它允許產(chan)品(pin)隨著(zhu)時間的(de)推(tui)移而(er)不(bu)斷進化，而(er)不(bu)是在需求發(fa)展(zhan)(zhan)時就變得(de)過時。

通過綜合考慮這些因素，選擇合適的FPGA芯片對于確保項目成(cheng)功、控制成(cheng)本和提高產品競(jing)爭(zheng)力都至關重要。