AMD 7 系列 FPGA 與 SoC 裝置的優勢

​​Xilinx 現屬 AMD,將 FPGA 的定義擴充至 28 nm 節點,不僅提供業界最先進的 FPGA,更提供徹底改變的 SoC 與 3D IC 系列。在定義 AMD 7 系列介面卡需求時,NI 扮演了關鍵角色,也是 SoC 方案的主要合作夥伴。

AMD 與 TSMC 合作,為這些裝置的需求量身打造出專為顯示卡片組量身打造的高效能/高功率流程,而非針對行動電話裝置量身打造的低功率流程。因此,TSMC 28 nm 高效能低功率 (HPL) 處理技術可針對所有 AMD 裝置所用市場,提供合適的效能與節能組合。需要以高效能執行的設計,不必付出耗電量較高的極端成本。相反的,如果必須滿足嚴苛的功率需求,仍然可達到相對出色的效能目標。由於整個 7 Series 產品皆可用於相同的 28 nm HPL 矽晶片製程,所以 AMD 可以更專注於架構創新。針對 7 系列,AMD 推出了完整的可擴充 FPGA 系列,其中包含平價版 ArtixTM 7 系列、中階版 KintexTM 7 系列與高階版 VirtexTM 7 系列。基本的 FPGA 建置區塊包括邏輯單元、DSP 區塊、區塊 RAM 等,在整個 7 系列中均一致,因此轉移設計更為簡單。

​​AMD 在 1988 年發明了 FPGA,此後便持續推出最先進的 FPGA 技術。Kintex 7 裝置系列可在 FPGA 架構時脈效能與耗電量、高速 I/O、容量、安全性與可靠性之間取得平衡。

​此裝置具備了高度平衡的功能組合，適用於許多測試與高效能嵌入式應用，比如說客制化觸發、硬體時序測試排序、醫療成像、巨型物理控制與監測、超大頻寬通訊與雷達、訊號情報、協定知覺數位測試、即時視覺演算法與 Software Defined Radio 等。

​Kintex 7 FPGA 適用於許多使用 LabVIEW 可重設 I/O (RIO) 架構的產品。此系列裝置的容量與效能可媲美以往的高階 FPGA,但是耗電量只有一半。大幅降低耗電量之後,相較於上一代透過 FPGA 啟動的 NI 硬體,每個裝置的數位訊號處理 (DSP) 效能即可提高兩倍。有了更多的邏輯與 DSP 資源之後,使用者即可實作更複雜的演算法,運用更豐富的訊號處理與即時分析功能,解決目前應用持續增加的 I/O 資料率與複雜度需求。

​除了更多 DSP 資源之外,DDR3 記憶體控制器還能讓 NI 實作 10 GB/s (理想值) 的介面至暫時儲存區;相較之下,以前的產品只有 3.2 GB/s 而已。此外,內建的 PCI Express 控制器頻寬從 800 MB/s 增加到 1,600 MB/s,有助於大幅提升 FPGA 傳輸資料到主機的速度。 

​NI 硬體充分發揮 Kintex 7 的優勢,包括可重設的多功能與數位 I/O、NI FlexRIO 模組、CompactRIO 控制器,以及 通用軟體無線電週邊 (USRP) 軟體定義無線電裝置。

​​Artix 7 使用與 Kintex 7 相同的 FPGA 資源,但其經過最佳化處理,可針對更低的耗電量與更小型的封裝提供類似價格優勢。由於這些裝置的 FPGA 建置區在功能上與 Kintex 7 完全相同,因此可輕鬆進行轉移。使用 LabVIEW FPGA Module 時,這種相容性特別有幫助。

​​有了 LabVIEW 2014 或以上版本,針對 NI RIO 硬體採用 FPGA 和 Zynq SoC 的開發人員即可享有 Vivado 最新的編譯技術。全新的 Vivado 編譯工具提供許多優勢,包含下列項目:

• ​更一致、更可靠的時序關閉
• ​提高資源使用率
• ​相較於之前採用 AMD ISE 的 Kintex 7 FPGA (NI cRIO-9068 和 NI PXIe-7975R),可提高編譯速度 

^{圖 1：AMD 的 Vivado 編譯技術可縮短先前使用 AMD ISE 的 Kintex 7 所需的編譯時間。}

探索使用 AMD 7 系列 FPGA 與 SoC 的 NI 系統與裝置:

• CompactRIO
• Single-Board RIO
• FlexRIO
• PXI 平台
• USRP Software Defined Radio 裝置

深入了解 LabVIEW RIO 架構與 LabVIEW FPGA: LabVIEW FPGA