AMD 7系列FPGA和SoC设备的优势
概述
NI LabVIEW FPGA Module兼容的硬件终端使用AMD FPGA和SoC技术，帮助工程师和科学家创建带板载处理的自定义、可重配置系统，以解决复杂的控制和测量挑战，并以更低的整体成本更快上市。NI CompactRIO、单板RIO、模块上系统(SOM)和其他一些可重配置I/O产品现已采用AMD 7系列FPGA和SoC。此外，借助LabVIEW现代版本，使用7系列设备的开发人员还可受益于AMD最新最快的编译技术Vivado™。作为LabVIEW FPGA Module用户，无需学习如何使用Vivado即可获得这些优势，因为它已完全集成到NI工具链中。
内容
7系列FPGA简介
Xilinx现已成为AMD的一部分，扩展了FPGA在28 nm节点的定义，不仅提供了业界最先进的FPGA，还推出了改变行业格局的SoC和3D IC产品线。NI在帮助定义AMD 7系列设备的需求方面发挥了关键作用，同时也是SoC项目的主要合作伙伴。
AMD没有采用专为PC图形芯片组定制的高性能/高功耗工艺或针对手机设备的低功耗工艺，而是与TSMC合作开发了专为这些设备需求定制的工艺。因此，TSMC 28 nm高性能低功耗(HPL)工艺技术为AMD设备服务的所有市场提供了合适的性能与节能组合。需要高性能运行的设计无需以极高的功耗为代价。相反，需要满足严格功耗要求的设计仍可实现相对高性能的目标。整个7系列产品组合均采用相同的28 nm HPL硅工艺，AMD专注于架构创新。AMD为7系列推出了全系列可扩展FPGA，包括低成本Artix™ 7系列、中端Kintex™ 7系列和高端Virtex™ 7系列。逻辑单元、DSP块、块RAM等基本FPGA构建块在7系列中保持一致，因此迁移设计更为简单。
Kintex™ 7：高性能和节能的正确组合
AMD于1988年发明了FPGA，并持续提供最先进的FPGA技术。Kintex 7设备系列在FPGA架构时钟速率性能与功耗、高速I/O、容量、安全性和可靠性之间实现了平衡。
这种高度平衡的功能使该设备非常适合多种测试和高性能嵌入式应用，例如自定义触发、硬件定时测试序列、医学成像、大型物理控制及超宽带通信和雷达监控、信号智能、协议感知数字测试、实时视觉算法和软件无线电。
Kintex 7 FPGA是许多采用LabVIEW可重配置I/O (RIO)架构产品的理想选择。该芯片系列只需一半的功耗即提供了上一代高端FPGA的高容量和高性能。功耗的大幅降低意味着每个设备的数字信号处理能力均超过上一代支持FPGA的NI硬件的两倍。得益于逻辑和DSP资源的增多，工程师可以利用更广泛的信号处理和实时分析技术来实现更复杂的算法，并应对日益增长的I/O数据速率及当今愈加复杂的应用。
除了更多的DSP资源，DDR3内存控制器还帮助实现了10 GB/s（理论）的临时存储接口，而上一代的速率为3.2 GB/s。此外，内置PCI Express控制器带宽从800 MB/s提升至1600 MB/s，提高了FPGA到主机的数据传输速度。
利用Kintex 7优势的NI硬件包括可重配置多功能和数字I/O、NI FlexRIO模块、CompactRIO控制器和通用软件无线电外设(USRP)软件无线电设备。
Artix™ 7：更小尺寸、最低功耗和性能的价值
Artix 7使用与Kintex 7相同的FPGA资源，但针对更低功耗和更小封装进行了优化，以超值价格提供类似优势。这些设备之间的迁移非常简单，因为它们的FPGA构建块在功能上与Kintex 7相同。使用LabVIEW FPGA Module时，该兼容性尤其有用。
AMD Vivado™：提高编译性能
在LabVIEW 2014及更高版本中，开发人员在FPGA可编程硬件中使用AMD 7系列FPGA时，也可受益于AMD最新的编译技术Vivado。Vivado编译工具可提供诸多优势，包括：
- 更一致、可靠的时序闭合
- 优化的资源利用率
- 加快编译之前使用AMD ISE的Kintex 7 FPGA终端（NI cRIO-9068和NI PXIe-7975R）
图1：对于之前使用AMD ISE的Kintex 7，AMD的Vivado编译技术缩短了编译时间。