一、FPGA芯片命名規則

1、對于Xilinx芯片

XC7VX485T是(shi)芯片型號，表(biao)(biao)示屬于Xilinx公司的V7系列(lie)的芯片，485T表(biao)(biao)示其有48.5萬(wan)個邏輯單元。-2表(biao)(biao)示速(su)度(du)(du)等(deng)級(ji)，對于Xilinx FPGA來說(shuo)，一般有-1，-2，-3三個等(deng)級(ji)，值越(yue)大，速(su)度(du)(du)越(yue)高。FFG表(biao)(biao)示封裝方式，1761表(biao)(biao)示引腳數。C代表(biao)(biao)的是(shi)溫度(du)(du)等(deng)級(ji)Temperature grade，這里是(shi)商用(yong)（Commercial），如果(guo)是(shi)I就是(shi)工(gong)業用(yong)。

同(tong)一款(kuan)芯(xin)(xin)片可(ke)以有(you)多個速度等級(ji)，不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)速度等級(ji)代表著(zhu)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)性(xing)能(neng)，不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)性(xing)能(neng)又導致(zhi)芯(xin)(xin)片價格的(de)(de)巨大差異。芯(xin)(xin)片的(de)(de)速度等級(ji)不(bu)(bu)是設計出(chu)(chu)來(lai)的(de)(de)，而是在(zai)芯(xin)(xin)片生產出(chu)(chu)來(lai)之后(hou)，實際測試標定(ding)出(chu)(chu)來(lai)的(de)(de)。速度快的(de)(de)芯(xin)(xin)片在(zai)總產量中的(de)(de)比率(lv)低，價格也就相應地高。那么(me)是什(shen)么(me)因(yin)素導致(zhi)了同(tong)一批芯(xin)(xin)片的(de)(de)性(xing)能(neng)差異，主(zhu)要有(you)下面(mian)兩(liang)點(dian)：

芯(xin)片(pian)的速度等級(ji)決定于芯(xin)片(pian)內部的門(men)延時和線延時，這兩個因素又決定于晶(jing)體(ti)管(guan)的長(chang)度L和容值(zhi)C，這兩個數值(zhi)的差異最終決定于芯(xin)片(pian)的生產工藝。

在(zai)芯片生(sheng)產過程中，有一(yi)個階段叫做speed binning。就是采用一(yi)定的(de)方法(fa)，按照一(yi)組標準對生(sheng)產出來(lai)的(de)芯片進(jin)行篩選(xuan)和分類，進(jin)而劃分不同的(de)速度等級。

2、對于Altera的FPGA芯片

以(yi)EP2C35F672C6N為例做一個說明：

EP：工藝；

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

35：邏(luo)輯(ji)單元數，35表示大約有35k的邏(luo)輯(ji)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(gong)作(zuo)(zuo)溫度，C表示可以(yi)工(gong)作(zuo)(zuo)在0°C到(dao)(dao)85°C，I表示可以(yi)工(gong)作(zuo)(zuo)在-40°到(dao)(dao)100°C，A表示可以(yi)工(gong)作(zuo)(zuo)在-40°C到(dao)(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：速度等級，6約(yue)最(zui)(zui)大(da)是(shi)500Mhz，7約(yue)最(zui)(zui)大(da)是(shi)430Mhz，8約(yue)最(zui)(zui)大(da)是(shi)400Mhz；

N：后綴，N表(biao)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(xing)能需(xu)求是(shi)首要(yao)(yao)考慮的(de)因素。這(zhe)些(xie)需(xu)求通(tong)常(chang)取決于目標應(ying)用的(de)特性(xing)，如處(chu)理(li)速度(du)、數(shu)(shu)(shu)據吞吐量以及并行處(chu)理(li)能力。高性(xing)能FPGA能夠提供較大(da)的(de)邏輯容量、更多的(de)I/O端口和更高的(de)處(chu)理(li)速度(du)。這(zhe)對(dui)于需(xu)要(yao)(yao)處(chu)理(li)大(da)量數(shu)(shu)(shu)據或(huo)需(xu)要(yao)(yao)高速數(shu)(shu)(shu)據傳輸的(de)應(ying)用至關重要(yao)(yao)。

例如，使用FPGA進行(xing)圖(tu)像(xiang)處理或機器(qi)學(xue)習應用，就需要有(you)足(zu)夠的(de)邏輯(ji)容量來(lai)實現復雜(za)的(de)算法(fa)。同時，為了支(zhi)持高速(su)的(de)數據輸入輸出，對I/O的(de)數量和速(su)度也有(you)較高的(de)要求。設計者需要評估應用場景中的(de)具體需求，選擇(ze)符合性能指(zhi)標(biao)的(de)FPGA。

2、成本限制

成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)是FPGA選(xuan)型過程中另(ling)一個(ge)重(zhong)要考(kao)量。這(zhe)不僅包(bao)括(kuo)芯片本(ben)(ben)(ben)身的(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，還涉及開發、測試和(he)生產(chan)階段可能(neng)產(chan)生的(de)(de)額外成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)。對于預(yu)算有限(xian)的(de)(de)項目，可能(neng)需(xu)要權衡性(xing)能(neng)和(he)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，選(xuan)擇性(xing)價(jia)比(bi)最高的(de)(de)方案。另(ling)外，選(xuan)擇具有較好市場支持和(he)供應(ying)鏈(lian)穩定性(xing)的(de)(de)FPGA品牌也有助于控制成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)。

在成本控(kong)制(zhi)的(de)同時，還需要考慮產(chan)品(pin)的(de)未來升(sheng)級和(he)維(wei)護。選(xuan)擇能夠提供兼容(rong)產(chan)品(pin)線和(he)長期技(ji)術支持的(de)FPGA廠商(shang)，可以減少后續(xu)迭代開發的(de)成本壓力。

3、功耗

對于(yu)便(bian)攜式設備或能耗(hao)敏(min)感的(de)(de)(de)應用(yong)來說，FPGA的(de)(de)(de)功耗(hao)是至關重要的(de)(de)(de)考(kao)(kao)量(liang)因素(su)。設計時需要考(kao)(kao)慮靜(jing)態(tai)功耗(hao)和動(dong)態(tai)功耗(hao)，選擇低功耗(hao)FPGA有助于(yu)延(yan)長設備的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)壽命，并(bing)(bing)減(jian)小散熱需求。在選型時要仔(zi)細比較不(bu)同芯片的(de)(de)(de)功耗(hao)數據，并(bing)(bing)考(kao)(kao)慮采用(yong)電(dian)源管理技術來進一步減(jian)少能耗(hao)。

例(li)如(ru)，部(bu)分(fen)FPGA提供低功耗模式，能(neng)在不(bu)犧牲性能(neng)的情況下有效降(jiang)低功耗。同時(shi)，也可以通過優化(hua)設(she)計，比如(ru)減少不(bu)必要的開關動作，來降(jiang)低功耗。

4、開發工具和生態系統

選(xuan)(xuan)型FPGA時(shi)，還需考(kao)(kao)慮其開發工具和(he)生態系統(tong)。一個(ge)強大、用戶友(you)好的(de)開發環境，能夠大大提高開發效率和(he)產(chan)品上市速度。包括高級語言支持、仿(fang)真和(he)調試工具、以(yi)及(ji)豐富的(de)IP（知識產(chan)權）核和(he)參考(kao)(kao)設計，都是選(xuan)(xuan)擇FPGA時(shi)不可忽視(shi)的(de)因(yin)素。

此(ci)外，考慮到產(chan)品的(de)長期發展(zhan)，選擇具有良好(hao)生態系統支(zhi)(zhi)持的(de)FPGA品牌，可以確保在產(chan)品的(de)整個生命(ming)周(zhou)期內都能獲得(de)技術更新和支(zhi)(zhi)持服務(wu)。

5、可配置性與可擴展性

最后，FPGA的(de)(de)可配(pei)置性(xing)(xing)和可擴展性(xing)(xing)也(ye)是重要(yao)的(de)(de)選(xuan)型因素。好的(de)(de)FPGA設計應該能(neng)夠支持在產品的(de)(de)使(shi)用過程中進行升級(ji)(ji)和修改，以適應不斷變(bian)化的(de)(de)需(xu)求。可配(pei)置性(xing)(xing)強的(de)(de)FPGA能(neng)夠通過軟件升級(ji)(ji)來增加新功(gong)能(neng)或(huo)改進性(xing)(xing)能(neng)，這為產品的(de)(de)未來發展留下了充分(fen)的(de)(de)空間。

同(tong)時(shi)，可(ke)擴展(zhan)(zhan)性意味(wei)著產品(pin)可(ke)以通過增加(jia)額外(wai)的FPGA模塊(kuai)來擴展(zhan)(zhan)其(qi)功能。這一特性對于希望將(jiang)投資最大化的用戶來說非(fei)常重要，因為(wei)它允許(xu)產品(pin)隨著時(shi)間的推(tui)移而(er)不斷(duan)進化，而(er)不是在需求發(fa)展(zhan)(zhan)時(shi)就變得過時(shi)。

通過綜合考慮這些因素，選擇合適的FPGA芯片對于確保項(xiang)目成功、控制成本(ben)和提高產(chan)品競(jing)爭(zheng)力都(dou)至關重要。