Vorteile von AMD 7 Series FPGA- und SoC-Geräten

​​Xilinx, jetzt Teil von AMD, erweiterte die Definition von FPGAs am 28 nm-Knoten und lieferte nicht nur die fortschrittlichsten FPGAs der Branche, sondern auch eine bahnbrechende Reihe von SoC- und 3D-ICs. NI spielte eine Schlüsselrolle bei der Definition der Anforderungen für AMD 7 Series Geräte und war ein führender Partner im SoC-Programm.

Statt den auf Grafik-Chipsätze in PCs zugeschnittenen Hochleistungs-/Hochenergie-Prozess oder den auf Mobiltelefone ausgerichteten Niedrigenergie-Prozess zu verwenden, arbeitete AMD mit TSMC zusammen, um einen Prozess zu entwickeln, der auf die Anforderungen dieser Geräte zugeschnitten ist. Die TSMC 28 nm High Performance Low Power (HPL) Prozesstechnologie bietet somit die richtige Mischung aus Leistung und Energieeinsparungen für alle Märkte, die AMD-Geräte bedienen. Designs, die mit hoher Leistung ausgeführt werden müssen, müssen nicht mit extremen Kosten für einen höheren Stromverbrauch verbunden sein. Umgekehrt können Designs, die strenge Energieanforderungen erfüllen müssen, dennoch relativ hohe Leistungsziele erreichen. Da das gesamte 7 Series Portfolio auf denselben 28 nm HPL-Siliziumprozess abzielt, konzentrierte sich AMD auf Architekturinnovationen. Für die 7-Serie führte AMD eine vollständige Reihe skalierbarer FPGAs ein, darunter die kostengünstige Artix™ 7-Familie, die mittelklassige Kintex™ 7-Familie und die High-End-Virtex™ 7-Familie. Die Basis-FPGA-Bausteine wie Logikzellen, DSP-Blöcke, Block-RAM usw. sind über die gesamte 7-Serie hinweg konsistent, was die Migration von Designs wesentlich vereinfacht.

​​AMD erfand den FPGA im Jahr 1988 und liefert seitdem modernste FPGA-Technologie. Die Kintex™ 7 Gerätefamilie bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen FPGA-Fabric-Taktrate und Stromverbrauch, Hochgeschwindigkeits-I/O, Kapazität, Sicherheit und Zuverlässigkeit.

​Mit diesem sehr ausgewogenen Funktionsumfang eignet sich das Gerät gut für eine Vielzahl von Test- und Hochleistungs-Embedded-Anwendungen wie benutzerdefinierte Triggerung, hardwaregetaktete Testsequenzierung, medizinische Bildgebung, Big-Physics-Steuerung und Überwachung von Kommunikation und Radar mit ultrabreiter Bandbreite, Signalintelligenz, protokollgesteuerte digitale Tests, Echtzeit-Vision-Algorithmen und softwaredefinierte Funkgeräte.

​Die Kintex™ 7 FPGAs sind ideal für viele Produkte, die die rekonfigurierbare I/O-Architektur von LabVIEW verwenden. Diese Gerätefamilie bietet die Kapazität und Leistung früherer High-End-FPGAs, jedoch bei halbem Stromverbrauch. Die beeindruckende Reduzierung des Energieverbrauchs bedeutet, dass Geräte mehr als doppelt so viele digitale Signalverarbeitungsfunktionen pro Gerät bieten können wie die Vorgängergenerationen von FPGA-fähiger NI-Hardware. Mit dieser Steigerung der Logik- und DSP-Ressourcen können Ingenieure komplexere Algorithmen mit umfangreicherer Signalverarbeitung und Echtzeitanalyse implementieren und die steigenden I/O-Datenraten sowie die Komplexität heutiger Anwendungen bewältigen.

​Zusätzlich zu mehr DSP-Ressourcen ermöglichte der DDR3-Speichercontroller eine (theoretische) Schnittstelle von 10 GB/s für temporären Speicher, verglichen mit den Raten der Vorgängergeneration von 3,2 GB/s. Darüber hinaus wurde die integrierte PCI Express Controller-Bandbreite von 800 MB/s auf 1.600 MB/s erhöht, was eine noch schnellere Datenübertragung vom FPGA zum Host ermöglicht. 

​NI-Hardware, die von den Vorteilen von Kintex™ 7 profitiert, umfasst rekonfigurierbare Multifunktions- und Digital-I/O-Geräte, FlexRIO-Module, CompactRIO-Controller und softwaredefinierte Funkgeräte von Universal Software Radio Peripheral.

​​Artix™ 7 verwendet die gleichen FPGA-Ressourcen wie Kintex™ 7, ist jedoch für noch geringeren Stromverbrauch und kleinere Gehäuse optimiert und bietet ähnliche Vorteile zu einem Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Migration zwischen diesen Geräten ist unkompliziert, da ihre FPGA-Bausteine funktional identisch mit denen von Kintex™ 7 sind. Diese Kompatibilität ist besonders hilfreich bei der Verwendung des LabVIEW FPGA Module.

​​Ab LabVIEW 2014 und später können Entwickler, die AMD 7 Series FPGAs in ihrer FPGA-programmierbaren Hardware verwenden, auch von Vivado, der neuesten Kompilierungstechnologie von AMD, profitieren. Vivado-Kompilierungswerkzeuge bieten zahlreiche Vorteile, darunter:

• ​Konsistentere und zuverlässigere Timing-Abschlüsse
• ​Verbesserte Ressourcennutzung
• ​Schnellere Kompilierung für Kintex™ 7 FPGA-Zielsysteme, die zuvor AMD ISE verwendeten (NI cRIO-9068 und NI PXIe-7975R) 

^{Abbildung 1: Die Vivado-Kompilierungstechnologie von AMD bietet kürzere Kompilierungszeiten für Kintex™ 7, die zuvor AMD ISE verwendeten.}

Entdecken Sie NI-Zielsysteme und -Geräte, die AMD 7 Series FPGAs und SoCs verwenden:

• CompactRIO
• Single-Board RIO
• FlexRIO
• PXI
• USRP-SDR-Geräte

Erfahren Sie mehr über die LabVIEW RIO Architektur und LabVIEW FPGA: LabVIEW FPGA