一、FPGA芯片命名規(guī)則

1、對(duì)于Xilinx芯片

XC7VX485T是芯片型號(hào)，表示屬于Xilinx公司的V7系列的芯片，485T表示其有48.5萬個(gè)邏輯單元。-2表示速度等級(jí)，對(duì)于Xilinx FPGA來說，一般有-1，-2，-3三個(gè)等級(jí)，值越大，速度越高。FFG表示封裝方式，1761表示引腳數(shù)。C代表的是溫度等級(jí)Temperature grade，這里是商用（Commercial），如果是I就是工業(yè)用。

同一款芯片可以有多個(gè)速度等級(jí)，不同的速度等級(jí)代表著不同的性能，不同的性能又導(dǎo)致芯片價(jià)格的巨大差異。芯片的速度等級(jí)不是設(shè)計(jì)出來的，而是在芯片生產(chǎn)出來之后，實(shí)際測(cè)試標(biāo)定出來的。速度快的芯片在總產(chǎn)量中的比率低，價(jià)格也就相應(yīng)地高。那么是什么因素導(dǎo)致了同一批芯片的性能差異，主要有下面兩點(diǎn)：

芯片的速度等級(jí)決定于芯片內(nèi)部的門延時(shí)和線延時(shí)，這兩個(gè)因素又決定于晶體管的長度L和容值C，這兩個(gè)數(shù)值的差異最終決定于芯片的生產(chǎn)工藝。

在芯片生產(chǎn)過程中，有一個(gè)階段叫做speed binning。就是采用一定的方法，按照一組標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)出來的芯片進(jìn)行篩選和分類，進(jìn)而劃分不同的速度等級(jí)。

2、對(duì)于Altera的FPGA芯片

以EP2C35F672C6N為例做一個(gè)說明：

EP：工藝；

2C：cyclone II（颶風(fēng)）（S代表Stratix，A代表arria）；

35：邏輯單元數(shù)，35表示大約有35k的邏輯單元；

F：表示PCB封裝類型，F(xiàn)是FBGA封裝，E（EQFP）、Q（PQFP）、U（UBGA）、M（MBGA）；

Package Type：

E：Plastic Enhanced Quad Flat Pack（EQFP）

Q：Plastic Quad Flat Pack（PQFP）

F：FineLine Ball-Grid Array（FBGA）

U：Ultra FineLine Ball-Grid Array（UBGA）

M：Micro FineLine Ball-Grid Array（MBGA）

672：表示引腳數(shù)量；

C：工作溫度，C表示可以工作在0°C到85°C，I表示可以工作在-40°到100°C，A表示可以工作在-40°C到125°C；

Operating Temperature：

C：Commercial temperature（TJ=0°Cto85°C）

I：Industrial temperature（TJ=-40°Cto100°C）

A：Automotive temperature（TJ=40°Cto125°C）

6：速度等級(jí)，6約最大是500Mhz，7約最大是430Mhz，8約最大是400Mhz；

N：后綴，N表示無鉛，ES工程樣片。

二、fpga芯片怎么選型

1、性能需求

在選型FPGA時(shí)，性能需求是首要考慮的因素。這些需求通常取決于目標(biāo)應(yīng)用的特性，如處理速度、數(shù)據(jù)吞吐量以及并行處理能力。高性能FPGA能夠提供較大的邏輯容量、更多的I/O端口和更高的處理速度。這對(duì)于需要處理大量數(shù)據(jù)或需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用至關(guān)重要。

例如，使用FPGA進(jìn)行圖像處理或機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，就需要有足夠的邏輯容量來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法。同時(shí)，為了支持高速的數(shù)據(jù)輸入輸出，對(duì)I/O的數(shù)量和速度也有較高的要求。設(shè)計(jì)者需要評(píng)估應(yīng)用場(chǎng)景中的具體需求，選擇符合性能指標(biāo)的FPGA。

2、成本限制

成本是FPGA選型過程中另一個(gè)重要考量。這不僅包括芯片本身的成本，還涉及開發(fā)、測(cè)試和生產(chǎn)階段可能產(chǎn)生的額外成本。對(duì)于預(yù)算有限的項(xiàng)目，可能需要權(quán)衡性能和成本，選擇性價(jià)比最高的方案。另外，選擇具有較好市場(chǎng)支持和供應(yīng)鏈穩(wěn)定性的FPGA品牌也有助于控制成本。

在成本控制的同時(shí)，還需要考慮產(chǎn)品的未來升級(jí)和維護(hù)。選擇能夠提供兼容產(chǎn)品線和長期技術(shù)支持的FPGA廠商，可以減少后續(xù)迭代開發(fā)的成本壓力。

3、功耗

對(duì)于便攜式設(shè)備或能耗敏感的應(yīng)用來說，F(xiàn)PGA的功耗是至關(guān)重要的考量因素。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗，選擇低功耗FPGA有助于延長設(shè)備的電池壽命，并減小散熱需求。在選型時(shí)要仔細(xì)比較不同芯片的功耗數(shù)據(jù)，并考慮采用電源管理技術(shù)來進(jìn)一步減少能耗。

例如，部分FPGA提供低功耗模式，能在不犧牲性能的情況下有效降低功耗。同時(shí)，也可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，比如減少不必要的開關(guān)動(dòng)作，來降低功耗。

4、開發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)

選型FPGA時(shí)，還需考慮其開發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)。一個(gè)強(qiáng)大、用戶友好的開發(fā)環(huán)境，能夠大大提高開發(fā)效率和產(chǎn)品上市速度。包括高級(jí)語言支持、仿真和調(diào)試工具、以及豐富的IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）核和參考設(shè)計(jì)，都是選擇FPGA時(shí)不可忽視的因素。

此外，考慮到產(chǎn)品的長期發(fā)展，選擇具有良好生態(tài)系統(tǒng)支持的FPGA品牌，可以確保在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)都能獲得技術(shù)更新和支持服務(wù)。

5、可配置性與可擴(kuò)展性

最后，F(xiàn)PGA的可配置性和可擴(kuò)展性也是重要的選型因素。好的FPGA設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠支持在產(chǎn)品的使用過程中進(jìn)行升級(jí)和修改，以適應(yīng)不斷變化的需求。可配置性強(qiáng)的FPGA能夠通過軟件升級(jí)來增加新功能或改進(jìn)性能，這為產(chǎn)品的未來發(fā)展留下了充分的空間。

同時(shí)，可擴(kuò)展性意味著產(chǎn)品可以通過增加額外的FPGA模塊來擴(kuò)展其功能。這一特性對(duì)于希望將投資最大化的用戶來說非常重要，因?yàn)樗试S產(chǎn)品隨著時(shí)間的推移而不斷進(jìn)化，而不是在需求發(fā)展時(shí)就變得過時(shí)。

通過綜合考慮這些因素，選擇合適的FPGA芯片對(duì)于確保項(xiàng)目成功、控制成本和提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力都至關(guān)重要。