賽靈思SSI技術(shù)為FPGA帶來全新密度、帶寬和功耗優(yōu)勢(shì)

　　采用堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的 FPGA 設(shè)計(jì)

　　賽靈思采用堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的 FPGA 所具備的最大優(yōu)勢(shì)之一，是能夠?qū)⑵洚?dāng)作單片器件對(duì)待。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)榘汛笮驮O(shè)計(jì)分配給多個(gè) FPGA 會(huì)帶來使用單片器件完全不會(huì)遇到的一系列復(fù)雜的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

　　單片 FPGA 設(shè)計(jì)流程中的典型步驟包括：

• 　　創(chuàng)建高級(jí)描述
• 　　綜合為與硬件資源匹配的 RTL 描述
• 　　進(jìn)行物理布局布線
• 　　進(jìn)行時(shí)序評(píng)估，調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)間收斂
• 　　生成用于 FPGA 編程的比特流。

　　在采用多個(gè) FPGA 時(shí)，設(shè)計(jì)人員(或設(shè)計(jì)小組)必須將網(wǎng)表在多個(gè) FPGA 間進(jìn)行分區(qū)。采用多個(gè)網(wǎng)表，意味著同時(shí)打開和管理多個(gè)項(xiàng)目，而每個(gè)項(xiàng)目又有自己的設(shè)計(jì)文件、IP 庫、約束文件、封裝信息等。

　　此外，實(shí)現(xiàn)多 FPGA 設(shè)計(jì)的時(shí)間收斂極具挑戰(zhàn)性。計(jì)算和調(diào)節(jié)通過開發(fā)板到達(dá)其它 FPGA的傳輸延遲會(huì)帶來新的復(fù)雜問題。同樣，調(diào)試在多個(gè) FPGA 上使用的多個(gè)部分網(wǎng)表的設(shè)計(jì)也極其復(fù)雜和困難。

　　相比之下，采用采用堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的 FPGA，設(shè)計(jì)人員只需要?jiǎng)?chuàng)建并管理一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的走線對(duì)用戶來說是透明的。用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間收斂流程來完成設(shè)計(jì)的構(gòu)建與調(diào)試。

　　靈活的設(shè)計(jì)流程

　　ISE設(shè)計(jì)套件支持 Virtex-7 系列。設(shè)計(jì)人員可以從多個(gè)設(shè)計(jì)流程中選擇適用于采用堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的 FPGA 的設(shè)計(jì)流程?？蛇x的設(shè)計(jì)流程有按鈕式流程和基于模塊的流程。按鈕式流程側(cè)重于簡(jiǎn)便易用，能夠提供滿足許多設(shè)計(jì)所需的 FPGA 性能。該流程能夠自動(dòng)查找用最小的互聯(lián)數(shù)量進(jìn)行邏輯分組的方法，讓各個(gè)邏輯組順利高效地走線。

　　基于模塊的設(shè)計(jì)流程有助于簡(jiǎn)化層級(jí)化設(shè)計(jì)方法，支持團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、增量構(gòu)建及其它性能優(yōu)化。基于模塊的設(shè)計(jì)流程還可使用PlanAheadTM 設(shè)計(jì)工具，以實(shí)現(xiàn)最佳布局規(guī)劃。

　　應(yīng)用

　　賽靈思采用堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的 Virtex-7 FPGA 突破了單片 FPGA 的限制，使其能夠在某些要求最高的應(yīng)用中發(fā)揮價(jià)值。例如，這些器件理想適用于 ASIC 原型設(shè)計(jì)，還可用于 ASIC的預(yù)生產(chǎn)和/或初期生產(chǎn)替代品。在新一代通信系統(tǒng)中，集成有數(shù)十個(gè)串行收發(fā)器的器件可以實(shí)現(xiàn)靈活的單芯片 FPGA 解決方案，比如 300G 的協(xié)議橋接或可替代多個(gè) ASSP 的多路復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器，從而將成本和功耗分別降低 60% 和 50%。它們還能用于實(shí)現(xiàn)靈活、可擴(kuò)展、定制化的高性能計(jì)算解決方案，以滿足科研、石油天然氣、金融、航空航天與軍用、通信、網(wǎng)絡(luò)和生命科學(xué)等應(yīng)用需求。FPGA 架構(gòu)內(nèi)在的并行處理能力非常適用于高吞吐量處理和軟件加速。對(duì)多種高速并行和串行連接標(biāo)準(zhǔn)的支持有助于計(jì)算和通信系統(tǒng)的融合。在航空航天與軍用領(lǐng)域，采用堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的 FPGA 提供的高收發(fā)器數(shù)量和上萬的 DSP 處理元件能夠?qū)崿F(xiàn)先進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng)。

　　總結(jié)

　　作為唯一一家采用堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)創(chuàng)造出擁有無以倫比的芯片間帶寬的超高容量FPGA 的制造商，賽靈思在系統(tǒng)級(jí)集成領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了新的重大突破。堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)使賽靈思的每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)都能實(shí)現(xiàn)最大的邏輯密度、最高的帶寬和最豐富的片上資源，并以最快的速度投入量產(chǎn)。

　　靈活的設(shè)計(jì)流程提供了完整易用的設(shè)計(jì)工具， ，客戶會(huì)發(fā)現(xiàn)使用這些擁有堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)的 FPGA 進(jìn)行設(shè)計(jì)，工作難度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采用多個(gè) FPGA，而且還能讓其和設(shè)計(jì)相互作用，實(shí)現(xiàn)更高的性能。