膨胀的传输能力: 基于Xilinx Artix-7 FPGA的全新Opal Kelly USB3.0模块

作者:闲情逸致

Opal Kelly公司:
总部位于俄勒冈州波特兰的 Opal Kelly 公司专门从事基于FPGA的USB模块开发,曾大量推出基于赛灵思 FPGA的USB模块,比如:基于Virtex-5 FPGA 的 USB 集成模块——XEM5010、基于Spartan-3 FPGA 的 XEM3010、基于Spartan-6 FPGA的XEM6310。

自2004年成立以来,Opal Kelly 就一直致力于推出基于赛灵思 FPGA的 USB 模块,以帮助设计团队开发 USB 系统、原型 IP 和使用 USB 的 ASIC,或者直接将 USB 模块整合进零售和内部测试设备、消费系统、医疗设备、通信设备、研发和教育等越来越多的不同应用中。

基于Xilinx Artix-7 FPGA的XEM7310 USB 3.0模块
三年前,Opal Kelly公司发布一个全新基于FPGA的XEM6310 USB 3.0集成模块,该模块采用Xilinx Spartan-6 FPGA系列芯片。(详情请见 https://www.opalkelly.com/products/xem6310/

图1:基于Xilinx Artix-7 FPGA的XEM7310 USB 3.0板卡结构图

图1:基于Xilinx Artix-7 FPGA的XEM7310 USB 3.0板卡结构图

上个月17号左右,Opal Kelly发布一个全新 XEM7310 USB 3.0 集成模块,该模块采用了更高性能的Xilinx Artix-7 FPGA系列。

图2:基于Xilinx Artix-7 FPGAs的XEM7310 USB 3.0板卡

图2:基于Xilinx Artix-7 FPGAs的XEM7310 USB 3.0板卡

相对比于原XEM 6310系列,XEM 7310板卡面积依旧保持为50x75mm、采用双80针高速连接器,并通过采用全新Artix-7 FPGA,硅片利用率得到了大幅度的提升。XEM7310板上可采用两个不同的Artix-7 FPGA(Artix-7 A75或Artix-7 A200),提供的可编程逻辑资源均比基于Spartan-6得XEM6310多得多。下面是不同XEM7310版本提供的功能对比表格:

图3:XEM7310等不同产品性能对比

图3:XEM7310等不同产品性能对比

与此同时,XEM7310板集成了8倍的SDRAM(1Gbyte的DDR3 SDRAM和128Mbytes的DDR2 SDRAM);XEM7310板的系统主频相对于XEM6310从100MHz提升为200MHz;在编程语言的实现上,新旧板卡均含有C,C ++,C#,Ruby,Python和Java的完整的编程应用接口(API);XEM7310-A75的售价为549.95美元,XEM7310-A200的售价为799.95美元。

Xilinx Artix-7 FPGA系列
Artix-7采用小型化封装、统一的 Virtex 系列架构,具有高达6.6Gb/s的收发器速度以及极高 DSP 带宽,可连接USB3.0等高速传输设备。目前在低成本超声波、可编程逻辑控制器、软件定义无线电、多协议机器视觉相机等领域应用的非常广泛。对于要求DSP-逻辑混合、增强视频和图像质量并实现波形处理等功能的开发者来说,这款FPGA具有非常大的吸引力。本次在适用于USB3.0板卡的过程中,极大的带宽以及功耗的降低。实现了在同等板卡面积上性能以及硅片利用率的极大提高,并且完美的实现了USB3.0的高速传输功能。

总结
Opal Kelly公司不断将赛灵思的FPGA芯片应用到USB中,实现功能与功耗等多方面的改进。集聚创新意识的赛灵思不断开发试用不同功能的FPGA系列,给予Opal Kelly等公司更多选择开发自适应的各类产品,相信在赛灵思与各个公司的协同努力下,信息化时代的飞跃会越来越迅速,让我们拭目以待。

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